3 Calibracin Interfaz

En la nica prctica en esta asignacin, se le calibrar la fuente de corriente delInterfaz de proceso (PI) contra el mdulo de visualizacin digital (DDM), mediante el ajuste del cero y controla palmo.

De alta precisin de calibracin no tiene la intencin, el objetivo es entender que la calibracin esnecesario antes de cualquier medida y para llevar a cabo un procedimiento de calibracin sencilla.

Si se requiere una alta precisin, puede calibrar directamente la fuente de corriente en contra de una mayor multmetro digital precisa, atenindose a las normas de calibracin que figuran en la parte terica de este asignacin. Slo hay una prctica en esta tarea, ya que es slo la fuente actual de la PI a calibrar.

Su atencin se dirige a un segundo plano que todava debe ser ledo como parte de la asignacin.

Tambin hay una serie de preguntas que se intent que pondr a prueba su comprensin de la teora.

3.1 Teora

3.1.1 Proceso de Calibracin de Instrumentos

En cualquier sistema de control de procesos, las mediciones en las fases intermedias y finales de una lnea de produccin se llevan a cabo para controlar parmetros de proceso relacionados con la calidad, y para inspeccionar y probar el producto final.

Esto es para asegurar que la calidad del producto se mantiene.Para que esto tenga xito, elprecisin de estas medidas debe ser supervisado y corregido si fuera necesario, adecuado la calibracin de los instrumentos utilizados.

Es necesaria la calibracin regular debido a las caractersticas del instrumento cambian (deriva) durante un perodo de tiempo, debido al desgaste mecnico, envejecimiento de los componentes, cambios ambientales, suciedad, polvo, etc.

Al calibrar un instrumento, su salida se compara con la salida de un standard instrumento de precisin conocida, cuando se aplica la misma entrada (cantidad medida) tanto instrumentos.Durante el proceso de calibracin, el instrumento proceso se prob sobre su totalidadgama, repitiendo el procedimiento de comparacin para una gama de entradas.

La calibracin asegura que la precisin de un instrumento calibrado ser en un cierto nivel aceptable, cuando se utiliza en las condiciones ambientales presentes durante el proceso de calibracin.

Fuera de esas condiciones, las caractersticas del cambio de instrumento de medicin, y suexactitud ya no se puede confiar.Sin embargo, en la mayora de situaciones por lo general es imposible o poco prctico para controlar el medio ambiente condiciones, y la correccin de la lectura instrumento de medicin es necesario.

El equipo calibrado debe formar parte de una cadena de calibracin, en la que cada eslabn de lacadena se calibra contra equipos an ms precisa, asegurando la fiabilidad y la precisin.Cuando un instrumento de proceso est calibrado contra un instrumento normativo, su precisin ser encontrado para ser ya sea dentro o fuera de la requerida por la aplicacin de medicinlmites de precisin.En el primer caso, los resultados de la calibracin se toman en la hoja de registro del instrumento.

Si embargo, la precisin del instrumento se encuentra para ser fuera de la medicin aceptablelmites, sus caractersticas deben ser corregidos hasta que se encuentran dentro de la especificadalmites de medicin.

Si el ajuste no es posible, el instrumento debe ser reparado o desechado.

Los procesos que involucran el flujo de lquidos a travs de tuberas y recipientes conectados son comunes ejemplos de procesos industriales y se emplean a menudo para demostrar el funcionamiento de muchos tipos diferentes de procesos.Como consecuencia de ello, antes de cada experimento es intentado, calibracin adecuada de todos los instrumentos de medicin utilizados, debe llevarse a cabo.

3.1.2 comparadores

Circuitos comparadores son circuitos no lineales que se basan en amplificadores operacionales, y por lo general producir dos salidas discretas, cada uno de los cuales es dependiente de la entrada nivel.

Comparadores se emplean ampliamente en aplicaciones que implican la seleccin de un nmero finito de posibles condiciones de circuito.Comparadores se utilizan como elementos clave de A / D y D / A sistemas de conversin y tambin en aplicaciones de oscilador y generador de forma de onda.

Circuitos en los que una o ms condiciones de funcionamiento se producen en un nivel de saturacin son referido como saturar circuitos.Circuitos comparadores de saturacin son relativamente lentos en operacin y por lo tanto estn limitados en su aplicacin.Por diversas tcnicas de sujecin, es posible para establecer niveles de referencia muy por debajo de la saturacin, y por lo tanto aumentar la conmutacin acelerar significativamente.Tales circuitos se conocen como circuitos no saturante.

Comparadores tambin puede ser clasificado como no inversor o inversora, de acuerdo con la siguiente: Si la salida esaltacuando la entrada est por encima de un cierto nivel de transicin mnimo, el circuito se considera como no inversor.

A la inversa, si la salida esbajacuando la entrada est por encima de un cierto nivel mnimo de transicin, el circuito se considera como inversora.

3.1.3 Open-Loop comparadoresLos circuitos comparadores ms simples son las que operan sin retroalimentacin en absoluto.Talcomparadores se conocen como comparadores de lazo abierto.El comparador de bucle abierto ms simple es el comparador de saturacin no inversora.

La seal de entrada se aplica a la entrada no inversora Vin, y la entrada inversora es Vrefa tierra.Si Vin > 0, la tensin de entrada diferencial y la tensin de salida son ambos positivos.

Debido a la muy grande tpico de circuito abierto ganancia de tensin Ad , Una tensin positiva en el gama microvoltio impulsar la salida a la saturacin positiva.Por ejemplo, si Vsat = 13 V y Ad= 200 000, un voltaje positivo tan pequeo como Vin = 65 microvoltios har que la salida allegar a la saturacin.Si Vin < 0, la tensin de entrada diferencial y la tensin de salida son ambos negativos.Por lo tanto, el funcionamiento de la no inversora saturar comparador puede ser descrita porlas dos expresiones:

Un circuito comparador inversora saturar est formado por tierra la entrada no inversoray aplicar la seal a la entrada inversora.

En este caso la operacin matemtica se puede expresar como:

Los dos circuitos comparadores de bucle abierto se consideran por encima de ambos tienen puntos de transicin en cero voltios, establecidos por el nivel de tensin de la entrada Vref.Mediante la aplicacin de un voltaje de polarizacin DC a cualquiera de los op-amp (amplificador operacional) entradas, el nivel de transicin pueden ser establecida en algn nivel de tensin arbitraria.

3.1.4 Schmitt disparadores

Comparadores que emplean la retroalimentacin positiva son ampliamente conocidos como circuitos de disparador Schmitt. La adicin de retroalimentacin positiva produce un efecto llamado histresis.

Histresis, como se present en la asignacin de familiarizacin, es la no coincedence delcurvas de transicin de la salida cuando la entrada cambia de un estado de alta a baja y desdebajo-a-alto estado.La curva de respuesta a los cambios de estado de entrada es sensible a la direccin.

Las ventajas del circuito de disparo Schmitt son:

La posibilidad de cambios de estado no deseados debido a la captacin de ruido espurio esminimizado mediante el empleo de histresis.El cambio en la entrada debe ser de una ciertamagnitud antes de que desencadena un cambio de estado, con el "cierta magnitud 'controlado por el nivel de histresis. Tambin el proceso de conmutacin se enfatiza o exagerado, por la histresisefecto, y este efecto puede ser ventajoso en ciertos generadores de forma de onda.

Considere el circuito disparador de Schmitt invirtiendo a continuacin.

La red divisora que consiste en R1y R2 establece una tensin en la entrada no inversoraproporcional terminal a la tensin de salida.La magnitud de la tensin a travs de R2 esdefinida como la tensin de umbral, Vt.Este voltaje es

Tenga en cuenta que

Con referencia a la curva caracterstica de entrada-salida se muestra, asumir inicialmente que elcircuito est en un estado correspondiente a la posicin A.

Desde Vref = + Vt , La tensin de entrada Vin debe superar ligeramente Vt para forzar el amplificador operacional tensin de entrada diferencial para cambiar de signo.Vin debe viajar a lo largo de la lneaAC.

Cuando vin alcanza y supera ligeramente Vt (en el puntoC), la salida del amplificador operacional comienza a caer. La tensin en la entrada no inversora, que siempre es una fraccin constante de la salida voltaje, seguir a la salida.Esto aumenta la tensin diferencial y acenta laproceso de transicin.La salida se desplaza hacia abajo la lneaCD.

La salida del amplificador operacional ahora ha cambiado de + Vsat a Vsat en un corto intervalo de tiempo, limitado principalmente por la tasa mxima de cambio (la velocidad de subida). Cualquier incremento adicional en Vin causasla entrada para moverse a lo largo de la lneaDE, pero la salida se mantiene en -Vsat.

Mientras Vout = -Vsat , Vref = -Vt.Para volver al estado inicial, Vin debe disminuir a lo largo de la lnea EF hasta que es menor que Vt .Momento en el que la conmutacin se dispara de nuevo y la salida viajar hasta la lneaFBhasta Vout = + Vsat.

Observar cmo el nivel de conmutacin es una funcin de la direccin del cambio.Al elegir un valor apropiado de Vt, Los efectos del ruido en los puntos de transicin se pueden minimizar.Sin embargo, si Vt es demasiado grande, la exactitud de el punto de cruce se puede degradar, por lo que la umbral debe ser cuidadosamente seleccionado.

El rectngulo en la curva caracterstica de entrada-salida se llama un ciclo de histresis.

Tenga en cuenta que es necesario etiquetar un bucle de histresis con flechas con el fin de identificar el direccin correcta. Con el bucle de realimentacin conectado a la entrada no inversora, la seal de entrada V {in} es siempre conectado a la entrada inversora del disparador Schmitt.Esto significa que un Schmitt disparador es un dispositivo de inversin.Cuando su entrada se vuelve ms positivo que V {t}, la salida cambia a baja (normalmente negativa).Cuando su entrada se vuelve ms negativo que -V t {}, la interruptores de salida a alta (normalmente positiva).Esto siempre hay que recordar cuando se utiliza uno de estos dispositivos.

3.2 Prctica 1: Calibracin Fuente de corriente

En esta prctica se le calibrar la fuente actual de la PI.Usted configurar un bucle de corriente,de modo que el mdulo de visualizacin digital (DDM) puede ser incluido en el circuito, e indicar el valor de la salida de la fuente actual.

A continuacin, calibrar la fuente de corriente en contra de la DDM.Con el fin de hacer eso, dosajustes se deben hacer:

Calibrar decero:Se ajustar, con un destornillador adecuado, elcerode control, ubicado en la seccin fuente de corriente en el panel frontal de la PI, por lo que exactamente 4 mA o 0% se muestra en la DDM.

Calibrar para elSPAM:Utilizar un destornillador adecuado para ajustar el lapso decontrol, situado en la seccin fuente de corriente en el panel frontal de la PI, de manera que el DDM muestra exactamente 20 mA o 100%.

En esta prctica slo es necesario para realizar y comprender el proceso de calibracin.La precisin de la calibracin est limitada por la exactitud de los instrumentos utilizados en elproceso de calibracin.Para realizar calibraciones de una precisin muy alta, los instrumentos deben ser utilizado que han sido calibrada a s mismos a un nivel muy alto de precisin.Cuanto ms a menudo un instrumento est calibrado, ms sus lecturas se puede confiar.

Esta calibracin debe llevarse a cabo antes de cada prctica para asegurar la salida de la fuente de corriente es exacta.Para apoyarse en el ltimo uso de la fuente de corriente no tener cambiado la calibracin es muy mala prctica, y debe hacerse todo lo posible para asegurar su fiabilidad.

Esto no se aplica slo a la fuente de corriente.Se le mostrar cmo calibrar otros instrumentos en las siguientes tareas, y una vez que se han familiarizado con cada uno de los procedimiento que debe formar parte de una rutina de instalacin pre-prctica.

Al calibrar cada instrumento a continuacin, puede estar convencido de que ningn resultado producidos sern hasta un cierto nivel de precisin.Una medida es tan preciso como el menos preciso instrumento involucrado en una prctica.

3.2.1 Los On-Off Control de Caractersticas

Las partes del Proceso de Interfaz (PI) que an no se han discutido son el de encendido / apagadoFunciones de control, incluyendo gatillo 0-5V Schmitt con ciclo de histresis variable (proporcionando voltajes variables de umbral) y entradas lgicas a la corriente alterna conmutada y las salidas de corriente continua de 24V.Estas se encuentran junto a la unidad de potencia - dispositivo disyuntor.

Por favor, lea la teora sobre comparadores hasta que est familiarizado con el funcionamiento de ladiferentes tipos de comparador disponibles, y en particular, el disparador de Schmitt incluido en elPI, y tambin con la terminologa utilizada cuando se habla de este tipo de dispositivos.

El encendido y apagado de control encontr en la interfaz de proceso se puede utilizar para controlar un proceso sin utilizar el controlador 38-300 Proceso.Las asignaciones posteriores exploran el uso de OnFuera de control utilizando el microproceso controlado 38-300.

Cuando usted est familiarizado con la plataforma Procon y sus sensores, considerar cmo se puede utilizar el Proceso de Interfaz de solo para el control de un proceso.3.2.2 Parches Diagrama

3.2.3 Realizar Prctica

Complete el diagrama de parches antes de intentar esta prctica.Para calibrar, realice los siguientes pasos:

Encienda el PI.Ajuste el DDM de mA.

Gire el botn de fuente de corriente totalmente hacia la izquierda, a la configuracin de 4 mA.Observando el valor de la corriente en el bucle de muestra por la DDM, ajustar el valor cero, usando una pequea destornillador, de modo que el valor de la corriente se muestra en la DDM es exactamente 4 mA.

A continuacin, gire la perilla de fuente de corriente totalmente hacia la derecha, con el ajuste de 20 mA.Una vez ms, teniendo en cuenta el la DDM el valor de la corriente en el bucle, ajustar la configuracin palmo, usando una pequea destornillador, de modo que el DDM muestra exactamente 20 mA.

Ahora, usted ha calibrado la fuente de corriente en contra de la DDM.

La DDM no es un dispositivo de medicin de alta precisin, pero el propsito aqu es ilustrar el proceso de calibracin y para proporcionar suficiente exactitud para que las prcticas siga.

A este respecto, la DDM es satisfactoria.Si se requiere una mayor precisin, un multmetro digitalpuede ser utilizado en su lugar.