전기용량식 압력 변환기(아날로그)의 영점, 측정 범위, 드리프트, 선형성 및 감쇠 조정 방법

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이 게시글은 마지막으로 yunrun이 2019-6-17 09:35에 수정했습니다. 커패시티브 압력 트랜스미터(아날로그형)의 정격 범위와 제로 포인트 등을 조정하는 것은 포텐셔미터를 조절함으로써 이루어집니다. 이 게시글에서는 커패시티브 압력 트랜스미터(아날로그형)의 제로 포인트, 정격 범위, 오프셋, 선형성, 그리고 감쇠 현상을 조정하는 방법을 소개하여 여러분의 참고자료가 되도록 했습니다. 1. 정전용량식 압력 변환기(아날로그)의 조정 연결 방법
정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 조정 연결 방법은 아래 그림과 같습니다.피스톤식 압력계를 표준 계기로 사용할 경우, 그것이 압력원이면서 동시에 표준 계기이므로 그림에 있는 표준 압력계는 필요하지 않습니다. http://yunrun.com.cn/upload/201906/14/201906141801498501.png 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)는 4-20mA의 전류 신호를 출력하지만, 전류계의 정밀도에는 한계가 있습니다. 그래서 보정할 때는 대부분 디지털 전압계를 사용하여 표준 저항에 걸리는 전압을 측정함으로써 간접적으로 측정 결과를 얻습니다.정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 출력 이론값은 계산 시 0.01%까지 정확해야 하며, 그 단위는 전류나 전압을 사용할 수 있다.부하 저항이 250Ω일 때, 출력 전압 값은 1-5VDC입니다.그림에서 부하 저항은 500Ω이며, 출력 전압 값은 2-10VDC이므로 디지털 전압계의 측정 민감도를 높일 수 있다. 정밀도가 0.2%인 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 허용 오차는 다음과 같습니다: (5-1)V×(±0.002)=±8mV ；(10-2)V×(±0.002)=±16mV； (20-4)mA×(±0.002)=±32μA
2. 커패시티브형 압력 변환기(아날로그)의 조정 방법
① 커패시티브형 압력 변환기(아날로그)의 제로점 및 측정 범위 조정
커패시티브형 압력 변환기(아날로그형)의 제로점과 측정 범위는 연속적으로 조정될 수 있으며, 조정 가능한 범위도 매우 넓습니다. 또한 측정 범위도 전체 측정 영역 내에서 연속적으로 조정될 수 있습니다.정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 출력이 4-20mA이므로, 계측기의 초기 전류는 “0”이 아닙니다. 따라서 정격 범위를 조정할 때는 제로점 값에 영향을 미치게 되며, 오프셋이 없을 경우 그 영향은 작습니다. 정격 범위 조정으로 인한 제로점의 변화량과 정격 범위 조정량의 비율은 대체로 동일합니다.하지만 제로점 및 양음 이동 조정은 범위에 거의 영향을 미치지 않습니다.따라서, 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)는 조정하기 전에 실제 사용할 범위로 먼저 설정한 다음, 0점을 맞춰야 합니다.필요한 경우에는 원하는 이동 방향을 결정하기 위해 양/음의 이동 스위치 위치도 변경해야 합니다. 조정하기 전에는 먼저 감쇠 포텐셔미터를 반시계 방향으로 최대 위치까지 돌려놓아야 합니다. 정전용량식 압력 변환기 조정 yunrun.com.cn/tech/2541.html 조정 예시: 기존에 6-30kPa였던 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 측정 범위를 30-40kPa로 변경하고자 합니다. 즉, 30kPa만큼 상향 조정하여 측정 범위를 10kPa 늘리는 것입니다.그 작동 방법은 다음과 같습니다: A. 먼저 마이그레이션을 취소해야 합니다. 즉, 입력 압력이 0일 때, 제로 포인트 포텐셔미터를 조정하여 출력값을 4mA로 만들면, 측정 범위는 0-24kPa가 됩니다. B. 필요한 범위에 맞도록 스케일을 조절합니다. 스케일을 줄여야 하므로, 시계 방향으로 스케일 포텐셔미터를 조절해야 합니다. 그러면 커패시티브 압력 변환기(아날로그형)의 입력 압력이 0일 때, 출력값은 4mA × (원래의 스케일 24 ÷ 현재 필요한 스케일 10) = 9.6mA가 됩니다. 반대로 스케일을 늘려야 하는 경우, 예를 들어 10kPa에서 24kPa로 변경하려면 반시계 방향으로 스케일 포텐셔미터를 조절해야 합니다. 이때는 최대 출력 상태에서 조절해야 하며, 10kPa의 압력이 입력될 때 커패시티브 압력 변환기(아날로그형)의 출력값은 20mA × (원래의 스케일 10 ÷ 현재 필요한 스케일 24) = 8.333mA가 되어야 합니다. C. 다시 제로점을 조정하면, 압력이 입력되지 않을 때 출력값은 4mA가 됩니다. 이때 커패시티브 압력 변환기(아날로그형)의 측정 범위는 0-10kPa에 매우 가까워집니다. D. 다시 전체 범위의 출력값을 확인하고, 필요하다면 범위와 제로 포인트를 더 세밀하게 조정합니다. 커패시티브형 압력 변환기(아날로그형)의 경우, 제로 포인트를 조정해도 범위에는 영향이 없지만, 범위를 조정하면 제로 포인트에 영향이 생깁니다. 이러한 영향을 보완하기 위해 25% 정도 과조정할 수 있습니다. 예를 들어, 입력 압력이 10kPa일 때 출력 전류는 19.900mA가 됩니다.조절 가능한 게인 포텐셔미터를 사용하면 출력값은 19.900 + (20.000 – 19.900) × 1.25 = 20.025(mA)가 됩니다.정격 전류가 0.125mA 증가하므로, 영점 전류도 1/5×0.125mA만큼 증가할 것입니다.제로 포인트 포텐셔미터를 조절하여 출력을 20.025mA에서 20.000mA로 낮출 수 있습니다.마지막으로 한 번 더 정밀도와 제로점을 조정하면 됩니다. E. 제로 포인트를 원하는 측정 범위의 시작점, 즉 30kPa로 옮깁니다.이동량이 적은 경우에는 반시계 방향으로 제로 포텐셔미터를 조절하여 원하는 범위의 시작점에 맞추면 됩니다. 하지만 이 경우 이동량이 크므로, 전원을 차단하고 이동 스위치를 양방향 이동 위치로 설정해야 합니다.그런 다음 전원을 켜고 제로점을 조정하여 30kPa가 되도록 합니다. ②정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 양의 이동 및 음의 이동 조절 방법
생산 과정에서는 특정 공정 파라미터(압력, 유량, 액위 등)가 일정한 값으로 유지되어야 합니다. 만약 공정 파라미터의 변동 폭이 그리 크지 않다면, 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 측정 범위를 조절함으로써 공정 제어의 정확도와 민감도를 높일 수 있습니다. 즉, 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 측정 범위는 0부터 시작하는 것이 아니라, 특정 값부터 시작됩니다. 예를 들어, 어떤 정전용량식 압력 변환기의 측정 범위가 0-6kPa라고 가정해 봅시다. 실제로 측정되는 파라미터의 변동 범위가 3-4kPa라면, 측정값이 60Pa만큼 변할 때, 원래의 측정 범위를 사용할 경우 변화율은 60÷6000=1%가 됩니다. 하지만 측정 범위를 3-5kPa로 변경하면, 같은 60Pa의 변화가 있을 때 변화율은 60÷2000=3%가 됩니다. 따라서 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 출력값의 변화량은 원래보다 3배가 됩니다. 측정 범위의 시작점을 0에서 3kPa로 옮기는 것을 양의 이동이라고 하며, 그 이동량은 측정 범위의 1.5배입니다. 하지만 이동량은 무한히 증가할 수 없으며, 최대 측정 범위를 초과해서는 안 됩니다. 또한 허용되는 최소 측정 범위 이하로 줄여서도 안 됩니다. 정전용량식 압력 변환기(아날로그형)의 이전 조정 단계는 다음과 같습니다: A. 이전하기 전에 먼저 필요한 측정 범위로 설정해야 합니다. 예를 들어, 3-5kPa의 측정 범위가 필요하다면, 먼저 측정 범위를 0-2kPa로 설정한 다음 이전 작업을 진행합니다. B. 만약 이동량이 크지 않다면, 양의 방향으로 이동할 때 입력 압력을 가하지 않은 상태에서 직접 제로 포인트 포텐셔미터를 조정하여 출력값을 4mA 미만으로 만든 다음, 양의 방향으로 이동할 때의 압력 값을 입력함으로써 변환기의 출력값을 4mA로 설정할 수 있습니다. C. 이동량이 너무 많을 경우에는 이동 스위치를 조작해야 합니다. 즉, 양의 이동 또는 음의 이동이 필요에 따라 해당 스위치를 조작한 다음, 지정된 범위의 시작점 압력을 입력하여 포텐셔미터를 조절함으로써 출력값을 4mA로 맞춥니다. D. 마지막으로 측정 상한값을 확인합니다. 입력 압력이 측정 상한값에 도달했을 때 출력은 20mA가 되어야 합니다. 만약 오차가 있으면 게인 포텐셔미터를 미세하게 조절할 수 있습니다. ③용량식 압력 변환기(아날로그형)의 선형 조정 방법 용량식 압력 변환기의 선형성은 출하 시점에 이미 최적의 상태로 조정되어 있으므로, 일반적으로는 조정할 필요가 없습니다.측정 범위가 크게 변경되고, 특정 측정 영역에서 우수한 선형성이 요구될 경우에는 선형 보정을 해야 합니다. 그 절차는 다음과 같습니다: a. 보정할 측정 범위의 중간 지점에서의 압력 값을 입력하고, 출력 신호의 이론적 값과 실제 값을 기록합니다. b. 조절할 범위의 압력 값을 입력한 후, 선형 포텐셔미터를 조정하여 다음과 같은 출력값이 나오도록 합니다: 실제 값이 이론 값보다 작을 때는 덧셈 기호를 사용합니다；실제값 > 이론값일 때는 빼기 기호를 사용합니다. c. 범위와 제로점을 재조정합니다. ④전기용량식 압력 변환기(아날로그형)의 감쇠 조정 방법: 감쇠란, 입력의 변동으로 인해 측정 대상이 빠르게 변동하는 것을 억제하기 위한 것입니다.그 시간 상수는 0.2~1.67초이며, 출하 시 댐퍼는 반시계 방향으로 최대 위치까지 조정되어 있어 댐핑 시간은 0.2초입니다.응용 분야에서는 가장 짧은 감쇠 시간을 선택하는 것이 좋습니다. 커패시티브형 압력 변환기의 보정은 감쇠 조절의 영향을 받지 않으므로, 현장에서 실제 상황에 맞게 감쇠 시간을 조절하는 것이 바람직합니다. 원하는 감쇠 시간을 설정하려면 감쇠기를 시계 방향으로 돌리면 됩니다.