一种电流/压力传感器的记录校正方法

2009-07-21 10:13:51来源: 今日电子
      电流-压力传感器(通常也叫做I/P)常常用在利用电信号来控制气动阀的情况下。能够将标准电信号变为压强的这些传感器在造纸、化工、提炼、食品加工等工厂中,得到广泛的应用。

      同其他任何仪器一样,I/P的准确度也会随着时间而漂移,甚至是使整个单元失效。由于在大多数的控制环路中,准确度是十分重要的,所以这种漂移和失效会导致重大的问题。例如:一个偏离基准的I/P会使阀门部分关闭,而不是全部关闭,这样就很可能发生泄漏。好的情况下,只会造成产品浪费;坏的情况下,就会因阀门中的液体随处流动,而造成巨大的损失和人员伤亡。类似地,阀门的部分关闭还会引发其他问题:从延误生产到影响质量等问题。正由于这些问题,所以I/P和其他的仪器一样,需要定期进行校正

I/P校正的传统方法

      典型的I/P校正过程需要两种仪器:压力计或压力校正仪、电流源或电流校正器。需要对其他的仪器(如电流到频率转换器或温度传感器)进行校正的技术人员可能还需要另外一些测试和信号源仪器,如频率计或温度校正器。如果既要校正仪器,又要给失效单元排错,那么就需要在测试仪器中加上数字万用表。为了满足这些要求,技术人员最终将不得不在不同的仪器间玩魔术似的摆弄或是经常往来于仪表商店。

      校正过程本身包括许多步骤。首先,技术人员作As Found测量;给I/P加上特定的电流,然后记下输出压强,如果这些测试显示I/P已超出容差范围内,技术员就开始作As Left测试,其中包括在每个测试点上加最后一轮的电流源,并测量出压强值。

      使工作变得更复杂的是需要记录每次测量的结果。例如,国际质量标准 ISO 9000就要求记录下所有的仪器校正结果,同样的,属于FDA、EPA、NRC和OSHA授权的工厂也必须满足制定标准文件的要求。

      这种记录是十分繁琐的,它要求技术员必须能够灵活处理纸、笔和仪器的关系,有时候还需要中断校正工作,以便及时记录下测试结果。此外,技术人员通常还需要计算出每个测试中错误的百分比并加以记录。这不仅很枯燥,而且易于出错,这种错误可能会导致仪器工作在正常范围以外。最后,技术员一回到工作间,就必须开始抄写所有的现场记录。这样又引入产生进一步错误的可能性。

      对一个熟练的技术员来说,每个I/P的校正过程需要10~30min,此外还需加上在工作间中完成整个记录的5~10min。

一种更好的校正方法

Fluke741B/743B/744简介

      现在有一种十分简单的I/P校正方法。采用Fluke741B/743B/744,Fluke741B和743B/744记录式校正仪在四个主要方面简化了技术员的校正过程:

1 减少了对多种工具的要求

      741B和743B/744能够对压强、温度(热耦和RTD)、电压、电流、阻抗和频率等进行校正,因而可满足技术人员进行各种仪器校正的所有要求,它还能同时用来进行排错。

2 可以实现自动测试

      只要技术人员输入一些关键的信息,其中包括初始值的高低端值、测量的高低端值、容差和测试点数,校正器就能自动进行As Found 和As Left测试。这样就节省了技术人员的时间,并减去了手工输入每个测试点值的麻烦。

3 自动计算误差的百分比

      741B和743B/744能够自动计算每次测试的错误百分比,并根据技术人员所输入的容差值来判断仪器是工作在正常范围还是超出容限范围。这种自动能力不仅节省了时间,还能保证结果的准确度。技术人员只需要看看屏幕上显示表格中的结果,就可以知道I/P是否在正常范围内工作。如果不在正常范围,还可知道何处超出了容差范围。

4 自动记录结果

      741B和743B/744能够自动地记录和存储测试的结果。741B可存储一天的工作,而743B/744则可以存储一周的工作,回到工作间后,技术员只需重新调出屏幕所显示的结果,并把它们复制到校正表格上;或者使用743B/744和Fluke的基于 Windows的DPC/TRACK软件,把结果下载到PC上,并以自动的方式完成表格。

      使用741B和743B/744输入测试参数和执行As Found及As Left测试的这一整体过程所需的时间仅5min,其中还包括记录过程,对一个繁忙的仪器技术人员来说,这些时间上的节省就意味着工作效率的大幅增加。

      741B和743B/744是专门为生产加工工业所设计的适用于恶劣现场作业的工具。无论是潮湿的气候、粗暴的操作,还是恶劣的工厂环境,它均可提供准确可靠的性能。

简单的使用操作

      使用741B和743B/744校正I/P是比较容易的,只需要将I/P输入端接至741B或743B/744的电流源端,将I/P的输出线连接至一个Fluke-700P压强模块上就可以了。

      如果进行As Found测试,先按下As Found键,然后,屏幕上就会揭示输入各部的压强和电流的0%和100%的值,以及需要校对的测试点的个数以及允许容差的百分比,再按下自动测试键,自动测试就开始了。它将自动地加上每个特定的电流,测量出每个输出压强值,计算每种情况的误差百分比,记录下结果,并标出超出容差范围的部分。整个过程只需要2~3min。

      如果测试的结果中有超出容差范围的,就可以按下调整键,轮流选择适当的键(0%、100%、50%)已进行必要的调整。然后再按下As Left和自动测试键,自动记录As Left测量结果。由于校正器可以记住前面的参数,这次就不必再输入参数了。

      最后,校正器将提示你输入记录号、仪器的序号和你的操作密码,这样就可以将某套测试结果和特定的仪器联系起来,以便将来识别。现在你可以转向下一个仪器的校正了。

灵活的PC接口

      使用743B/744和可选项DPC/TRACK软件,可以用电子化方式在校正器和PC之间进行信息传输。这种通信能力不仅通过自动完成记录过程来节省时间,还可允许以标准ASCII格式从现在的数据库中输入、输出信息。例如,在一天的开始,管理员将今天要校正的传感器的记录号以及校正程序远程加载到每个技术人员的校正器中,这样就节省了技术员手工输入数据的时间,且不需要参考写好的说明。同样的,如果你的部门使用数据库来跟踪每个传感器的校正状态,你就可以在每天的工作结束前,从743B/744中下载数据并输出到你的数据库中,从而实现数据库中的自动更新。

      DPC/TRACK还可以迅速地产生简明、分步的校正指令。这些指令不仅能满足ISO 9000的要求,还能确保技术人员遵从工厂的特定程序。建立校正程序十分容易,只需点一下743B/744面板上的PC图像,就好像在亲自操作743B/744一样。

      利用DPC/TRACK的文本功能,可以在校正程序的前后增加自己的特殊指令。例如,可以增加打开指令来告诉技术员在何处能够找到传感器,如何隔离和断开它,以及如何挂接测试仪器。类似地,也可以增加解释如何关断测试仪器、重新连接以及使仪器返回原状态的关闭指令。

      DPC/TRACK带有内置的标准报告,也可以将其打印出来以用来为校正提供硬复制记录。也可以用ASCII格式将校正数据输出到数据单或者数据库应用软件中;在那里,不仅能够打印出常规的报告,还可以对数据进行分析。

方便的排错功能

      当你接到一个修理电话时,741B和743B/744还可以兼作仪器排错工具,这样就省去了回工作间拿附加的检测和校正仪器的麻烦。它们具有数字万用表的所有功能,能够测量最大到300V的AC、DC电压、最大到110mA的DC电流,最大到50kHz的频率并可测量电阻,此外还能验证连续性。

      例如,假设你要对一个功能不正常的I/P进行检测(如图1所示),操作员说阀门已经关闭,但是控制器显示阀门是半开的,你首先的任务是确定 I/P本身是否是问题源。首先将I/P的输入端连至741B或743B/744的电流源端,I/P的输出端连至741B或743B/744的压力模块;然后前面就像作I/P校正那样,加上不同数值的电流,并测出压强。如果每种数值的输入电流,输出压强值都保持正确,就说明问题不是出在I/P上。

图1 I/P配置实例

      问题的另外一个原因可能在控制器。它可能会输出错误的电流信号。你可以按照下面的步骤来检验这种可能性:先去掉一个引线,将741B和743B/744和控制器的输出端串联起来,然后用741B和743B/744的电流测量功能测出输出电流。

      如果问题既不是出在I/P也不是出在控制器,那么你下一步该做的就是检测阀门,看它是否接受到正确的压强信号。你可以将阀门连接到I/P的输出端,或者将阀门的反馈放大器连接到741B和743B/744的压强模块,它将显示阀门实际受到的压力。

      如果作用在阀门或阀门的反馈放大器上的压强不正确,而I/P输出的压强却是正确的,这就说明管道系统和装配部件存在泄漏。利用一个低廉的手动阀门和T型接头(共需花10~15美元),就可检验出管道系统和装配部件的有效性。首先断开I/P与管道系统的连接。将手动阀门连接到两者之间。

      将T型头连接在手动阀门之后,T型头的一端连接到741B和743B/744的压强模块,另外一端连接到所要测试的线路。连接如图2所示。

图2 用来验证管道和配接系统的配置

      一旦线路中的压强达到稳定,就可以关闭手动阀门,停止I/P方向来的人和空气流动,然后用741B和743B/744的压强测量功能来监视线路的压强。如果不存在泄漏,线路的压强会保持稳定。如果线路压强连续地下降,就肯定存在泄漏。为了解决这个问题,你就必须拧紧装配部件或更换管道系统。

      在某些情况下,I/P经常被用在温度控制环路中。在这种控制环路中主要用蒸汽流来控制环路。如图3中所示,一个环路组成主要为:一个用来测量温度的热耦或RTD、一个给控制器传输电信号的温度传送器,一个将控制器输出信号变为压强的I/P以及一个控制蒸汽流动的气动阀门。

图3 温度控制环路实例

      如果I/P、控制器给I/P的输出以及加载阀门上的输入压强都被测过,下一步就是用741B和743B/744的电压测量功能测量控制器的输入电压。控制器由指示部分和控制部分组成,因而必须对两者都检测。如果指示器的指示与741B和743B/744的测量电压相符,就说明这部分工作正常。

      如果控制器确实在控制,但存在偏差(例如,设置点为50%,而仪器却控制在52%),问题就在于控制器可能没有校正。为了验证是否为这种情况,应该用741B和743B/744对控制器作一次校正,在每个测试点上加上电流并测试电压。如果经过校正,控制器还没有减小偏差,问题就可能在于内部控制模式,需要进行元件级的排错。

      如果发现控制器也没有问题,下一步的工作就是检测温度传送器的校正。这时,只需要正确的选择741B和743B/744的温度源模式(热耦合或RTD),并同时测量温度传送器的输出电流即可。

节省大量的时间

      741B和743B/744可以在许多方面节省时间。它可以根据你的说明自动地进行校正,而不需要手动输入每个测试点的源值和测试值;还可以自动计算误差的比分比,在节省时间的同时保证了准确度。它除了能够在实质上校正进行加工过程中的各种仪器以外,还能对不同的误差进行排错,所以不需要为附加的测试和测量仪器而返回工作间。它们可自动记录结果,因而就不必中断校正过程而去进行现场记录。此外,如果你使用741B和743B/744和可选项 DTC/TRACK软件,它还可以自动填写一些必要的表格。

      由于要奔忙于大多数的仪器商店,许多仪器测试人员都抱怨他们没有足够的时间进行他们所必须做的预防性的维护工作,主要是忙于到处“灭火”。 741B和743B/744的出现,则解决了这个问题。它能使技术人员抽出时间,合理安排好各项工作,而不必总是处于“灭火救灾”的状态。

关键字:I  P  准确度  校正

编辑:金海 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/gykz/2009/0721/article_1866.html
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