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信號(hào)漂移會(huì)導(dǎo)致測(cè)量精度下降,具體原因及校準(zhǔn)方法如下:
①信號(hào)漂移原因分析:
環(huán)境因素:
溫度變化:環(huán)境溫度劇烈波動(dòng)(如從 20℃升至 40℃),會(huì)導(dǎo)致磁敏元件半導(dǎo)體特性變化(如霍爾元件靈敏度溫度系數(shù)為 0.1%/℃,溫度每變化 10℃,靈敏度變化 1%),輸出信號(hào)漂移;變送器電路中的電阻、電容等元件受溫度影響,參數(shù)發(fā)生變化(如電阻阻值偏差>5%),也會(huì)導(dǎo)致信號(hào)漂移。
濕度影響:高濕度環(huán)境(相對(duì)濕度>85%)會(huì)使磁敏元件引腳氧化,接觸電阻增加,信號(hào)傳輸不穩(wěn)定;濕氣進(jìn)入變送器電路,會(huì)導(dǎo)致電路漏電,輸出信號(hào)漂移(如 4-20mA 信號(hào)從 12mA 漂移至 13mA)。
配件與電路因素:
磁敏元件老化:磁敏元件長(zhǎng)期使用(超過(guò) 3 年),內(nèi)部半導(dǎo)體芯片老化,線性度變差(非線性誤差從 1% 增至 3%),信號(hào)漂移量>±0.2mA / 年;元件引腳焊點(diǎn)氧化,接觸不良,信號(hào)時(shí)斷時(shí)續(xù),表現(xiàn)為漂移。
電路故障:變送器電路中的運(yùn)算放大器、穩(wěn)壓管等元件老化,輸出電壓不穩(wěn)定(如穩(wěn)壓管輸出電壓從 24V 漂移至 23V),導(dǎo)致信號(hào)漂移;電路中存在虛焊(如電阻焊點(diǎn)虛接),接觸電阻隨振動(dòng)變化,信號(hào)波動(dòng)漂移。
②校準(zhǔn)方法:
準(zhǔn)備工作:
環(huán)境控制:將液位計(jì)置于恒溫恒濕環(huán)境(溫度 20±2℃,相對(duì)濕度 45%-65%),靜置 2 小時(shí),消除環(huán)境因素對(duì)配件的影響;斷開(kāi)變送器電源,檢查接線端子是否松動(dòng)、氧化,松動(dòng)時(shí)緊固(扭矩 0.8-1.2N?m),氧化時(shí)用砂紙打磨并涂抹導(dǎo)電膏。
設(shè)備準(zhǔn)備:準(zhǔn)備標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)(精度 ±0.1mm)、高精度萬(wàn)用表(精度 ±0.01mA)、標(biāo)準(zhǔn)磁體(磁場(chǎng)強(qiáng)度 2000Gs);將液位計(jì)排空介質(zhì),確保浮子處于空量程位置,連接變送器電源(24V DC)。
零點(diǎn)校準(zhǔn):
空量程校準(zhǔn):確認(rèn)浮子在空量程位置,用萬(wàn)用表測(cè)量變送器輸出信號(hào),記錄初始值(如 4.1mA);若為模擬量變送器,調(diào)節(jié) “ZERO" 校準(zhǔn)電位器,使輸出信號(hào)穩(wěn)定在 4.00mA(允許偏差 ±0.02mA);若為智能變送器,通過(guò) HART 手操器或軟件進(jìn)入 “零點(diǎn)校準(zhǔn)" 模式,輸入標(biāo)準(zhǔn)空量程液位值,自動(dòng)校準(zhǔn)至 4.00mA。
穩(wěn)定性驗(yàn)證:校準(zhǔn)后保持浮子在空量程位置 30 分鐘,每隔 5 分鐘記錄一次輸出信號(hào),波動(dòng)范圍≤±0.02mA 為合格;若波動(dòng)過(guò)大,檢查磁敏元件是否老化,老化時(shí)更換元件。
量程校準(zhǔn):
滿量程校準(zhǔn):向液位計(jì)內(nèi)注入介質(zhì)至滿量程(用標(biāo)準(zhǔn)液位計(jì)確認(rèn)實(shí)際液位),測(cè)量變送器輸出信號(hào)(如 19.8mA);調(diào)節(jié) “SPAN" 校準(zhǔn)電位器(模擬量變送器)或通過(guò)軟件(智能變送器)輸入標(biāo)準(zhǔn)滿量程液位值,使輸出信號(hào)穩(wěn)定在 20.00mA(允許偏差 ±0.02mA)。
中間點(diǎn)驗(yàn)證:在量程范圍內(nèi)選取 25%、50%、75% 三個(gè)中間點(diǎn),注入對(duì)應(yīng)液位的介質(zhì),測(cè)量輸出信號(hào)(如 25% 量程對(duì)應(yīng) 8.00mA、50% 對(duì)應(yīng) 12.00mA、75% 對(duì)應(yīng) 16.00mA),允許偏差 ±0.05mA;若中間點(diǎn)偏差過(guò)大,檢查磁敏元件線性度,線性度差時(shí)更換元件。
校準(zhǔn)確認(rèn):校準(zhǔn)完成后,連續(xù)運(yùn)行 24 小時(shí),每隔 4 小時(shí)記錄一次空量程、滿量程及中間點(diǎn)信號(hào),均符合偏差要求則校準(zhǔn)合格;若仍出現(xiàn)信號(hào)漂移,檢查變送器電路元件,更換老化的電阻、電容、運(yùn)算放大器等元件。