CN1279335C - 一种缩小扭管型浮筒液位变送器回差的方法 - Google Patents
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Abstract
扭管型浮筒液位变送器由于仪表机械摩擦阻力和弹性元件的迟滞等因素形成回差，回差是位移平衡类传感器最难克服的顽症。本发明提出一种减少回差的方法，其核心是双向标定仪表，建立的液位上行标定曲线和液位下行标定曲线都记忆在变送器内。正常运行时，变送器根据液位变化的历史，判断液位上升或下降，液位上升时按上行标定曲线计算仪表输出，液位下降时按下行标定曲线计算仪表输出，因此回差的影响将大大缩小。以上都可以在CPU的操作下由程序设计完成。
Description
技术领域
本发明属于工业自动化仪表应用技术领域，具体涉及一种缩小扭管型浮筒液位变送器回差的方法。
背景技术
变送器通过传感器检测被测物理量，从传感器获取的测量信号m通过变送器电路线性变换成标准信号Y输出。当m非线性时，就要对m进行线性处理。如专利文献WO0104582利用k阶多项式定义的函数曲线来拟合传感器的输入-输出关系，从而实现传感器响应的线性化。但这种方法要求传感器的输入-输出函数关系是已知和确定的，不因传感器个体之间的差异而不同。
但是扭管型浮筒液位变送器是用扭管悬吊的沉筒检测液位。液位不同，扭管承受的浮力不同，因而扭转角不同，扭管带动磁场摆动，处于该磁场中的霍尔元件感应的霍尔电压随之变化。液位-浮力、浮力-扭管扭角、扭角-磁场强度、磁场强度-霍尔电压这四个环节每台变送器都存在个体之间差异，所以传感器的输入输出函数关系是未知的、不确定的。WO0104582方法不适用于扭管型浮筒液位变送器。而且扭管型液位变送器是位移平衡型仪表，仪表转换环节较多，存在弹性元件的弹性滞后以及机械摩擦力等影响，传感器的输入-输出函数关系不是单值对应，回差比较大。
发明内容
本发明的目的是提供一种适合扭管型液位变送器用的缩小回差的方法。
为实现上述目的采用的技术方案是：
1)用多点双向标定线性修正法分别建立上行标定曲线和下行标定曲线，并记忆在变送器内；
2)变送器根据运行状况判别液位升降，液位上升时变送器按上行标定曲线计算修正输出值；液位下降时变送器按下行标定曲线计算修正输出值。
本发明的积极效果是：以微处理器为基础的多点标定线性修正法，方法简单，适用于传感器输入-输出关系非线性、不能用一确定的多项式曲线来描述的传感器。双向标定法标定点的回差可以消除，其余各点的回差也大为缩小。
附图说明
以下结合附图对本发明作进一步说明。
图1：多点标定线性修正标定曲线示意图。
具体实施方式
一种缩小扭管型浮筒液位变送器回差的方法，包括以下步骤：
1.在被测液位的零位和满度及其它位置选择若干标定点：
H0，H1，…Hi-1，Hi，Hi+1，…Hh-1，Hh。
2.让液位从低位上升，逐一测量并记录下变送器在这些标定点上的输出值
y上0，y上1，…y上i-1，y上i，y上i-1，…y上h-1，y上h。
3.计算并记录下变送器在这些液位标定点上的线性化后的输出值(名义值)：
Y0，Y1，…Yi-1，Yi，Yi+1，…Yh-1，Yh。
4.把y上0，…y上h-1，y上h和Y0，…Yh-1，Yh记忆在变送器内，各标定点间用线连接，构成上行标定曲线。
5.让液位从高位下降，逐一测量并记录下变送器在这些液位标定点上的输出值：
y下0，y下1，…y下i-1，y下i，y下i+1，…y下h-1，y下h。
6.把y下0，…y下h-1，y下h和Y0，…Yh-1，Yh记忆在变送器内，各标定点间用线连接，构成下行标定曲线。
7.变送器测量某一高度液位Hx获得输出yx，液位上升时，从上行标定曲线比对；液位下降时，与下行标定曲线比对，当yi-1＜yx≤yi时按下列公式计算：
变送器输出Yx＝Yi-1+(yx-yi-1)(Yi-Yi-1)/(yi-yi-1)
本发明将各标定点间用直线相连，最终使用一条折线来拟合传感器的输入-输出关系，标定数据记忆在变送器中。以市售上海自仪五厂生产的UTD-3010G扭管型电动浮筒液位变送器为例，UTD-3010G是有通讯能力的智能变送器，可以通过手操器命令变送器执行标定操作和把标定数据记录在变送器内，从而实现传感器响应线性化。变送器运行时，选定适当时间间隔t(如0.5秒)，用当前的仪表输出yx与t时间前的仪表输出yx’比较大小，即可判断液位是上升或下降，这可在CPU的操作下，由程序设计完成。
Claims (2)
1、一种缩小扭管型浮筒液位变送器回差的方法，包括以下步骤：
1)用多点双向标定线性修正法分别建立上行标定曲线和下行标定曲线，并记忆在变送器内；
2)变送器根据运行状况判别液位升降，液位上升时变送器按上行标定曲线计算修正输出值；液位下降时变送器按下行标定曲线计算修正输出值。
2.按权利要求1所述的方法，其特征在于所述的多点双向标定线性修正法为：
1)在被测液位的零位和满度及其它位置选择若干标定点：
H0，H1，…Hi-1，Hi，Hi+1，…Hh-1，Hh
2)让液位从低位上升，逐一测量并记录变送器在这些标定点上的输出值：
y上0，y上1，…y上i-1，y上i，y上i+1，…y上h-1，y上h
3)计算并记录下变送器在这些标定点上的线性化后的输出值：
Y0，Y1，…Yi-1，Yi，Yi+1，…Yh-1，Yh
4)把y上0，…y上h-1，y上h和Y0，…Yh-1，Yh记忆在变送器内，各标定点间用线连接，构成上行标定曲线；
5)让液位从高位下降，逐一测量并记录变送器在这些标定点上的输出值：
y下0，y下1，…y下i-1，y下i，y下i+1，…y下h-1，y下h
6)把y下0，…y下h-1，y下h和Y0，…Yh-1，Yh记忆在变送器内，各标定点间用线连接，构成下行标定曲线；
7)变送器测量某一高度液位Hx获得输出yx
液位上升时，从上行标定曲线比对；液位下降时，与下行标定曲线比对，
当yi-1＜yx≤yi时
按下列公式计算出修正后的变送器输出Yx
Yx＝Yi-1+(yx-yi-1)(Yi-Yi-1)/(yi-yi-1)。
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