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文章出处e騜o体育ru口仪表 发表时jian:2020-01-12 09:50

压li变送器可以ce量流速、压li、襤e坏裙ひ礳e量对象,qi采yong的压li传感器种类ge不相同,包括压zu型、电容型he微谐振器型,所有这些传感器类型du使yong硅单晶的薄膜zuo为压li接收元jian。智neng压li变送器集cheng了duo个传感器,同时ce量差压值、jing压值he温度值。压li变送器可以采yong电池供电或环路电源DC24V 供电,变送器对wai接口包括:4mA ~ 20mA、HART、RS-485/RS-422/RS-232、PROFIBUS、Modbus hefoundation 等。

 

一、系统原理he典型jia构

       从产品设计的角度来看,工业压li变送器系蚦heng杓菩枰奔婀瞬酚瞛ianhe调试ruanjian的功neng,必须考lv诸duo设计细节要求,包括精度、零漂移、温度hejing态压li补偿。

1)考lv温度hejing态压li信hao对差压值的特性补偿。

2)可检ce出压li传感器老hua或任heyi常问题。

 

3)压li变送器产品的最大量程可高达200:1,上限甚至可达15,000 psi。

4)ce量精度最高可以达到满量程fanwei的0.04%,通常需要16 位至24 位的模数zhuan换器。

5)与不同现场总xian的连接,例如HART、PROFIBUS、Modbus、foundation、RS-485/RS-422/RS-232、wuxianHART 等。

6)传感器、调理电路、系统电源、通信heI/O 之jian可neng需要隔离;隔离等级从1 kV ~ 2.5 kV。

7)采yong电池he环路供电的差分压li变送器需要精心xuan择祄ou凸脑猨ian,例如MCU、AMP、ADC he基准电压源。工业现场温度环境非常复杂,甚至yi常恶劣。为了neng够在较宽的温度fanwei内工zuo,低温漂移系数he低功耗对差分压li变送器非常重要。公司提供wan美的产品组he,包括精密放大器、精密基准电压源、精密模数zhuan换器he低功耗Cortex-M3 内he微处理器等。除此之wai,低功耗系统zhong祄u沟绱舋an扰nengli( 如电涌、EFT heESD 等) 也是压li变送器mian临的严jun挑战。

       此wai,压li变送器内部祄u誮ian有限,要求高系统密度,因而必须减小器jian尺寸。近来,集cheng的进步使得系蚦heng杓迫藋uanneng够采yong尺寸更小、功耗更低、cheng本更低的解决方案,而qi性neng与na些大型系统不相上下。硓hong慕揭蠹萵eng不断chun进这些解决方案集cheng,同时还提高qi性nenghe诊断nengli。

 

er、上位jiruanjian

 

 

2.1 功neng分xi

      ADI 公司官网针对压li变送器提供了“Smart PressureTransmitter.exe”ruanjian,ruanjian的主菜单包括e膉ian、编辑、操zuo、工具、窗口he帮zhuji个部分。当上位jiruanjian连接硬jian变送器以hou,可操zuo的界mian有主窗口、数据采集、数据数组、计suange温度蟣v鷛ian系数、ge系数曲xian生chenghe曲xian应觤en鴜u设定ji大部分。从功neng来看主要是yong来设置所连接压li变送器的量程参数、压li传感器ADC 与压li值的对应关系、传感器温度补偿数据、输出4mA ~ 20mA 的PWM 标定校准ji大部分,qizhong最为复杂的是压li传感器的温度补偿系数修正he针对差压传感器的jing压补偿系数修正两部分。

2.2 压li标定

 

        压li变送器接通DC24 zhi流电源、串口xian正确连接以hou,打kai“Smart Pressure Transmitter.exe”ruanjian,默认显shi主窗口xuan项卡。xuan择对应的COM 串口hao,默认的通讯设置为9600-8-n-1,为了方便ruanjian与下位ji的串口数据流调试,穤hi鹕柚昧舜谑鋜u缓cunqu(Edit)、讂hi邮眨∕emo控jian)he讂hi⑺蛁u(Edit)文本框。ruanjian还可以远程重启mu标板he读写压li变送器的版本hao。数据采集yemian可以设置调试模式,实时读取标定压li变送器的温度值℃,压li源标准值he对应压li变送器实时的ADC 值。最duo可以设置4 个标定温度点he针对mou个温度点下的5 个压li标定点,可以gen据实际需求xuan择需要标定的温度点个数(1 ~ 4),标定时依次在特定温度下施jia标准压li值点ji对应的Read 按钮,待需要标定点填写wan全hou点jiwriteEE 按钮jiang数组数据写ru下位ji变送器硬jianzhong,而当上位jiruanjian需要读取压li变送器zhong的标定数据时,只需要点jiReadEE 按钮。而数据数组界mianzhong是jiang上shu保cun的16 进zhiHEX 数组zhuan换为10 进zhi的数组便于标定人yuan读取判断。

2.3 温度补偿

       压li变送器的标定操zuo方fa已jingbi较cheng熟,mu前压li变送器所使yong的传感器有duo种。如果压li变送器yong在常温环境zhong,设备的计量性neng普遍可以满足精度要求,但是一旦设备yong在温差较大的工况环境下,如北方低温或新疆地qu的高温差环境,就会出现明显的零点漂移,计量准萬an认陆瞪踔猎对镀朐て谘筶i值。为了解决上shu难题,mu前duo采yongxian性插值fa、双xian性插值fa、最小erchengfa来解决压li传感器的温度补偿难题,计suange温度蟣v鷛ian系数界mian相当于把1 ~ 4 个温度点下的5 个压li标定ADC 值穤hi鸫唇╠uo组补偿系数函数duo项式关系,底层函数再jiangduo组duo项式的系数yong最小erchengfa进行er次拟he处理,得到针对这个压li传感器的特zheng公式。ge系数曲xian生cheng界mian显shi的是ge组压li传感器ADC 值与标定温度值的对应关系,jing过温度补偿处理hou的压li传感器,qi在任he温度工况下(前提标的温度fanwei已覆盖),压li变送器的计量特xiaodu满足精度要求,qi所cheng现出来的输出特性与室温标的输出特性并wu明蟳uan鋒ua,甚至一致。

2.4 输出标定

 

        压li变送器输出两xianzhi的4mA ~ 20mA 电流,控zhi输出的方式主要有PWM 输出heDAC 输出两謟hi绞剑琩u需要进行输出标定操zuo。由于PWM heDAC 输出一bandu满足16 位输出精度且xian性度较高,一ban标定4mA he20mA 两点就可以满足整个量程的输出要求,写ru压li变送器设备的参数包括PWM4、PWM20、DAC4 heDAC20。以PWM输出为例,标定有两謟hi絝a:一种是填写PWM4 时标准表的电流值hePWM20 时标准表的电流值;另一种是回路zhong串联标准电流表,手动调整PWM4 的数值zhi至标准表电流显shi4.000,手动调整PWM20 的数值zhi至标准表电流显shi20.000。这两謟hi絝a相bi较,第一謟hi絝a更适he上位jiruanjian标定,填写标准表电流值bi较方便,而第er謟hi絝a更适he现场仪表标定,因为现场仪表按jian填写难度较大,zhi接按jian上下调整bi较便捷。

 

san、结论

       应yongADI 公司的Smart Pressure Transmitter 上位jiruanjian实现了配套硬jian设备的压li标定、温度补偿he输出校准,yongduo个温度点下标定系列压li值的方fa实现了最小erchengfa温度补偿。jingce蕐uan甓╮uanjian操zuo简单,达到了压li变送器设备出厂标定he温度补偿的预期xiao果,有xiao地提sheng了标定hece试xiao率。

此文关jian字:压li,变送器,调试,ruanjian,的,研究,与,应yong,压li,
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