控制稳定性是对受控压力设定点周围波动程度的测量。用户需要确切地知道压力与设定值的接近程度,以及随着时间的推移预计会有多大程度的波动。随着控制算法和压力调节组件的进步,在设定点附近观察到的波动或稳定性的程度已大大改善。稳定性规范是对这种预期波动的度量。
控制稳定性
Mensor压力控制器CPC6050具有0.003%FS(10秒后通常0.001%FS)的控制稳定性的。CPC6050 的典型精度规格为满量程的 0.01%。在本仪器中,稳定性比精度好 10 倍。所以,问题出现了;应该将稳定性和准确度加在一起以获得读数的总不确定度,还是无关紧要?
要回答这个问题,让我们首先检查一下控制稳定性何时不属于仪器精度规格的一部分。精度规范通常是总测量精度y的简写。关键术语是“测量”。测量独立于控制。
大多数压力控制器具有三种操作模式:测量、控制和排放。顾名思义,测量模式会停用压力控制器的调节功能并显示内部传感器检测到的值。控制模式主动使用控制器驱动到预定义的设定点,使用内部传感器读数作为反馈。Vent 将包括被测设备在内的系统打开至大气压力。
测量模式
在测量模式下,控制器的内部传感器直接连接到被测设备 (DUT),完全绕过控制调节器。因此,控制器的稳定性不会影响两个传感器测量的压力。在此模式下,您可以将控制器视为数字仪表,因为它仅测量和显示系统上的压力。
控制方式
在控制模式下,有些情况下控制稳定性对测量精度可能有影响,也可能没有影响。
在常见设置中,压力控制器通过测量/控制端口连接到 DUT。控制器会将系统驱动到 DUT 范围内的几个基点,通常为 2 到 11 个点。一旦控制器在特定点指示稳定读数,控制器的输出就会被记录为“参考值”,DUT 值也会被记录下来。这些读数之间的偏差代表校准过程中的“测量误差”。
在某些对时间不敏感的应用中,当控制器指示稳定值时,在每个点读取许多读数。这样做主要是为了避免任何误报并克服任何手动记录错误。
考虑像CPC6050这样的控制器。为了便于讨论,让我们选择一个测量精度为 0.01% FS 和控制稳定性为 0.003% FS 的产品。对于 100 psi 内部传感器,精度为 +/-0.01 psi,控制稳定性为 +/- 0.003 psi。当读数保持在设定点的 +/- 0.003 psi 范围内并持续一段预先确定的、用户可选择的时间段(通常约为 2 到 3 秒)时,控制器将指示它处于稳定状态。即使压力在 100 psi 设定点附近从 99.997 到 100.003 psi 波动,控制器也会指示它已达到稳定(压力指示变为绿色),但是,任何受控点的测量不确定度都为 +/- 0.01 psi。此测量的真实值将具有 99.99 到 100 之间的正态概率分布。01 比稳定性窗口宽得多。无论稳定性窗口内的小幅波动如何,控制器都将持续指示其当前读数。该压力将由控制器的内部传感器和被测设备同时检测。因此,如果来自控制器和 DUT 的读数由自动记录设备同时轮询,则稳定性不会影响测量的准确性。
另一方面,如果读数由操作员读取,则读取控制器和 DUT 之间的时间可能足够长,以允许稳定性窗口内的波动很大。在这种情况下,应考虑稳定性和精度规格。在这种情况下,控制稳定性和传感器精度必须是和平方根 (RSS) 的总和才能获得整体系统测量精度。为了尽量减少这种情况,操作员可以读取多个读数并获得平均值。
总之,控制稳定性只是影响仪器整体测量精度的因素之一。在测量压力时,参考标准的准确性是***的考虑因素。当主动控制到设定点时,在稳定性定义的波动可能会产生影响的某些情况下,应考虑控制的稳定性。
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