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響應速度與穩(wěn)定控制時間對質量流量控制器測量精度的影響
閱讀：1844 發(fā)布時間：2020-12-15
質量流量控制器的控制響應速度與穩(wěn)定控制時間
快速的控制響應不僅能確保設備迅速到達設定值，同時還能維持穩(wěn)定的流量，以避免受到壓力波動的影響。毫無疑問，一臺設備的響應速度對測量精度及穩(wěn)定的流量控制有著至關重要的作用。
物理時間常數 (Tau)
物理時間常數用希臘字母Tau來表示，是現今為數不多的用來描述響應時間的標準，即：控制器到達設定值某個百分比所需要的時間，被定義為1-1/e， 其中e是作為自然對數底數的無理數，其值為2.72，所以1-1/e即為設定值的63.2%。雖然該定義是一個物理標準，可能說明不了什么問題，因為余下的設定值的36.8%所花費的時間可能多于或少于之前的63.2%。從下面示波器截圖中可以看到：ALICAT?質量流量控制器僅用了7.4毫秒便到達了設定值的63.2%。
任意設定值百分比變化區(qū)域
不少質量流量控制器的技術參數采用設定值某一百分比區(qū)間內的變化來定義設備響應速度，比如：從設定值的10%到達90%所需要的時間。由于初和后的 10%控制響應曲線變化大，由此而得出的控制響應速度可能無法與實際的控制性能等同。如下圖所示，ALICAT?質量流量控制器用了11.4毫秒到達設定值， 從示波器波形圖中可以清晰地觀察到：50%那段跨度大，低于10%和高于90%那兩段的跨度則小了很多。就該圖而言，如果按照從設定值10%到達90%所用的時間來定義設備響應速度的話，那么結論是6~7毫秒。
穩(wěn)定時間
由于到達設定值后控制器可能會發(fā)生超調，所以通常制造商用到達設定值且穩(wěn)定后所需要的時間作為設備響應速度，并賦予波形振蕩幅度一個容許范圍。舉例， 容許范圍2%表示流量波動在設定值的2%以內即為穩(wěn)定。流量控制器一般質量流量控制器的精度在0.5%~2%之間，但一些制造商卻將穩(wěn)定容許范圍擴大到10%。在ALICAT我們認為如果用戶要將流量控制在期望的設定值，那么其穩(wěn)定容許范圍也必須落在設備精度范圍內。如下面示波器截屏圖所示，控制器在27.6毫秒時到達了與設備精度(滿量程的1%)等同的穩(wěn)定容許范圍。