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质量流量控制器的控制响应速度与稳定控制时间
- 2019-09-03 -

质量流量控制器的控制响应速度与稳定控制时间

物理时间常数 (Tau)

物理时间常数用希腊字母Tau来表示,是现今为数不多的用来描述响应时间的标准之一,即:控制器到达设定值某个百分比所需要的时间,被定义为1-1/e, 其中e是作为自然对数底数的无理数,其值为2.72,所以1-1/e即为设定值的63.2%。虽然该定义是一个物理标准,可能说明不了什么问题,因为余下的设定值的36.8%所花费的时间可能多于或少于之前的63.2%。从下面示波器截图中可以看到:ALICAT?质量流量控制器仅用了7.4毫秒便到达了设定值的63.2%。

任意指定设定值百分比变化区域

不少质量流量控制器的技术参数采用设定值某一百分比区间内的变化来定义设备响应速度,比如:从设定值的10%到达90%所需要的时间。由于最初和最后的 10%控制响应曲线变化最大,由此而得出的控制响应速度可能无法与实际的控制性能等同。如下图所示,ALICAT?质量流量控制器用了11.4毫秒到达设定值, 从示波器波形图中可以清晰地观察到:50%那段跨度最大,低于10%和高于90%那两段的跨度则小了很多。就该图而言,如果按照从设定值10%到达90%所用的时间来定义设备响应速度的话,那么结论是6~7毫秒。

稳定时间

由于到达设定值后控制器可能会发生超调,所以通常制造商用到达设定值且稳定后所需要的时间作为设备响应速度,并赋予波形振荡幅度一个容许范围。举个例子, 容许范围2%表示流量波动在设定值的2%以内即为稳定。一般质量流量控制器的精度在0.5%~2%之间,但一些制造商却将稳定容许范围扩大到10%。在ALICAT?,我们认为如果用户要将流量控制在期望的设定值,那么其稳定容许范围也必须落在设备精度范围内。如下面示波器截屏图所示,控制器在27.6毫秒时到达了与设备精度(满量程的1%)等同的稳定容许范围。


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