容量型圧力変換器（アナログ）のゼロ点、測定範囲、ドリフト、線形性、およびダンピングの調整方法

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この投稿は、2019年6月17日09:35にyunrunによって最終的に編集されました。容量式圧力変換器（アナログタイプ）の測定範囲やゼロ点などの調整は、ポテンショメーターを使って行われます。こちらでは、容量式圧力変換器（アナログタイプ）のゼロ点、測定範囲、ドリフト、線形性、およびダンピングの調整方法について説明しています。皆さんの参考にしていただければと思います。 1、容量式圧力変換器（アナログ）の調整配線 容量式圧力変換器（アナログ型）の調整配線は下図の通りです。ピストン式圧力計を標準計として使用する場合、それ自体が圧力源であり標準計でもあるため、図にある標準圧力計は必要ありません。 http://yunrun.com.cn/upload/201906/14/201906141801498501.png 静電容量式圧力変換器（アナログタイプ）は4～20mAの電流信号を出力しますが、電流計の精度には限界があるため、校正時にはほとんどの場合、デジタル電圧計を用いて標準抵抗上の電圧を測定し、間接的に測定結果を得ます。静電容量式圧力変換器（アナログ型）の出力理論値は、計算時に0.01％の精度が必要であり、その単位は電流または電圧を使用できる。負荷抵抗が250Ωの場合、出力電圧値は1～5VDCです。図中の負荷抵抗は500Ωで、出力電圧値は2～10VDCなので、デジタル電圧計の読み取り感度を向上させることができる。 精度0.2％の容量式圧力変換器（アナログ型）の許容誤差は：(5-1)V×(±0.002)=±8mV ；(10-2)V×(±0.002)=±16mV； (20-4)mA×(±0.002)=±32μA 2、容量式圧力変換器（アナログ）の調整手順 ①容量式圧力変換器（アナログ）のゼロ点および測定範囲の調整 容量式圧力変換器（アナログタイプ）のゼロ点と測定範囲はどちらも連続的に調整可能であり、調整範囲も非常に広く、その測定範囲は全測定領域にわたって連続的に調整できる。静電容量式圧力変換器（アナログ型）の出力は4-20mAであるため、計器の初期電流は「0」ではない。そのため、測定範囲を調整するとゼロ点値に影響が及び、オフセットがない場合は影響は小さい。測定範囲の調整によるゼロ点の変化量と、測定範囲調整量の割合はほぼ同じである。しかし、ゼロ点および正負のシフト調整は測定範囲にほとんど影響を与えない。したがって、静電容量式圧力変換器（アナログ型）の校正には、まず実際に使用する測定範囲に設定し、その後ゼロ点を調整します。必要に応じて、必要な移動方向を決定するために正負の移動スイッチの位置も変更する必要があります。調整する前には、まずダンピングポテンショメーターを時計回りとは逆の方向に極限位置まで回しておきます。 静電容量式圧力変換器の調整 yunrun.com.cn/tech/2541.html 調整例：ある静電容量式圧力変換器（アナログタイプ）の元の測定範囲は6～30kPaでしたが、これを30～40kPaに変更したいと考えています。つまり、30kPaだけプラス方向に移動させ、測定範囲を10kPa広げることになります。その操作は以下の通りです：A、まず移行をキャンセルし、入力圧力が0のときにゼロ点ポテンショメーターを調整して出力を4mAにすると、測定範囲は0～24kPaとなります。 B、必要な測定範囲に合わせて測定範囲を調整する。測定範囲を縮小するため、時計回りに測定範囲用ポテンショメータを調整し、容量式圧力変換器（アナログ型）の入力圧力が0のときに出力が4mA×（元の測定範囲24÷必要な測定範囲10）＝9.6mAになるようにする。もし測定範囲を拡大したい場合、例えば10kPaから24kPaに変更したい場合は、反時計回りに測定範囲用ポテンショメータを調整し、フルスケール出力時に合わせて調整する。つまり、10kPaの圧力が入力されたときに、容量式圧力変換器（アナログ型）の出力を20mA×（元の測定範囲10÷必要な測定範囲24）＝8.333mAに設定する。 C、ゼロ点を再調整し、圧力入力がない状態での出力を4mAにする。この時、容量式圧力変換器（アナログ型）の測定範囲は既に0～10kPaに非常に近くなっている。 D、フルスケール出力値を再度確認し、必要であればスケールとゼロ点をさらに微調整する。容量式圧力変換器（アナログ型）ではゼロ点の調整はスケールに影響しないが、スケールの調整はゼロ点に影響を与える。この影響を補うために25％オーバーシュートさせることができ、入力圧力が10kPaの場合、出力電流は19.900mAとなる。調整可能なレンジのポテンショメータにより、出力は19.900+(20.000-19.900)×1.25=20.025(mA)となる。測定範囲が0.125mA増加したため、ゼロ点電流は1/5×0.125mA増加する。ゼロ調整ポテンショメーターにより、出力を20.025mAから20.000mAに下げることができる。最後に、もう一度測定範囲とゼロ点の調整を行えばよいです。 E、ゼロ点を必要な測定範囲の始点、すなわち30kPaに正しく移動させる。移動量が小さい場合は、反時計回りにゼロポテンショメータを調整して、必要な測定範囲の起点に設定できますが、本例のように移動量が大きい場合は電源を切り、移動スイッチを正の移動位置に設定する必要があります。次に通電してゼロ点を調整し、30kPaにする。 ②容量式圧力変換器（アナログ型）の正方向移動・負方向移動の調整方法
製造工程においては、あるプロセスパラメータ（圧力、流量、液面など）を所定の値で安定させることが求められる。プロセスパラメータの変動幅がそれほど大きくない場合、容量式圧力変換器（アナログ型）の測定範囲を変更することで、プロセス制御の品質や感度を向上させることができる。つまり、容量式圧力変換器（アナログ型）の測定範囲はゼロから始まるのではなく、ある数値から始まるのである。例えば、ある容量式圧力変換器の測定範囲が0～6kPaであり、実際に測定されるパラメータの変動幅が3～4kPaだとする。このとき、測定対象のパラメータが60Pa変動した場合、元の測定範囲を使用すると、その変化率は60÷6000＝1％となる。しかし、測定範囲を3～5kPaに変更すれば、同じ60Paの変動に対して、変化率は60÷2000＝3％となる。これにより、容量式圧力変換器（アナログ型）の出力における変化量は元の3倍になることがわかる。 測定範囲の始点を0から3kPaに移動させることを正の移動と呼び、その移動量は測定範囲の1.5倍です。しかし、移動量は無限に増加することはできず、最大測定範囲を超えてはならない一方で、許容される最小測定範囲以下に圧縮することもできません。 容量式圧力変換器（アナログ型）の移行調整手順は以下の通りです：A、移行する前にまず必要な測定範囲に設定します。例えば、3～5kPaの測定範囲が必要な場合は、まず測定範囲を0～2kPaに設定し、その後で移行を行います。 B、移行量が少ない場合、正の方向に移行する際に入力圧力を加えずに、ゼロポイントのポテンショメーターを直接調整して出力を4mA未満にし、その後正の方向への移行時の圧力値を入力することで、トランスミッターの出力を4mAにすることができる。 C、移行量が過大の場合は、移行スイッチを操作する必要があります。つまり、正負の移行が必要に応じて正負移行スイッチを操作し、指定された測定範囲の開始圧力を入力して、ポテンショメーターを調整して出力を4mAにします。 D、最後に測定上限をチェックします。入力圧力が測定上限の場合、出力は20mAでなければなりません。もし偏差がある場合は、レンジポテンショメーターを微調整してください。 ③容量型圧力変換器（アナログ型）の線形調整方法 容量型圧力変換器の線形性は出荷時に既に最適な状態に調整されており、通常は調整する必要はありません。測定範囲の変更が大きく、特定の測定範囲で良好な線形性が求められる場合は、線形補正を行う必要があります。その手順は以下の通りです：a、補正対象の測定範囲の中央付近の圧力値を入力し、出力信号の理論値と実測値を記録します。 b、調整したい測定範囲の圧力値を入力し、リニアポテンショメーターを調整して出力を次のようにする：実際値＜理論値の場合はプラス記号を使用；実測値が理論値を上回る場合は、マイナス記号を使用する。 c、測定範囲とゼロ点を再調整する。 ④容量式圧力変換器（アナログ型）のダンピング調整方法　ダンピングとは、入力の変動によって生じる測定対象の出力の急激な変動を抑制するためのものです。その時間定数は0.2～1.67秒で、出荷時にはダンパーが反時計回りに極限位置まで調整されており、減衰時間は0.2秒です。アプリケーションでは、できるだけ短い減衰時間を選ぶのが望ましい。容量型圧力変換器の校正は減衰調整の影響を受けないため、現場で実際の状況に応じて減衰時間を調整し、必要な減衰時間を選ぶために減衰器を時計回りに回すのが最善である。