久久儀表介紹電容式液位變送器的試驗

在性能試驗中，液罐用介質為0號柴油和自來水充滿，油水分界面的高度實質上是變送器要測量的水位高度。試驗的電容式液位變送器測桿長為1000 mm；探頭內金屬電極直徑為lOmm；電極外敷的絕緣材料選取聚四氟乙烯材料，厚度為2001ma，測桿與被測介質*絕緣，具有高抗腐蝕和耐高溫性能。選用0號柴油和自來水為變送器介質試驗。通過調節C 電容值使液罐中只有自來水時電容量為～1800pF，液罐灌滿0號柴油時電容量為～100pF，可以確定滿量程電容變化量AC=～1700pF左右。由芯片手冊知CAV424的*檢測范圍在10pF到2IlF，滿量程電容變化值應在參考電容值的5％副100％的范圍內，故可選定cx =1800pF，計算振蕩電容的C =1．6· 1=2880pF，實際選取電阻值為3300pF，兩個低通濾波器的外接電容cL1=cL2=200-G1=6．36uF。當被測的電容變化量AC為零時，被測電容 和參考電容C 的數值不*一致，可以通過調整連接芯片管腳Rcx]和Rcx2的外接電阻校準零點輸出，每個外接電阻可提供士25％的電容容量的調節能力。在實際調試過程中Rcx]的電阻值固定選為300k~，常溫下調零時，使測量液位為zui低，使單片機PIC16C71 1的零點輸出管腳的電壓為0V，僅通過調節電阻Rcx2的電阻值使被測電容G1和參考電容Cx2的振蕩頻率基本相同，即VDIFFmm=VLPOUTmm—VM=0。滿量程時，通過調整電阻R￡1（RL2）的阻值使輸出的差分電壓VDIFFm ： P0 一VM=0．4V，通過調整阻尼使變送器的輸出為20mA。在其它溫度下，通過調整單片機PWM 管腳輸出的信號控制Rcx2和Rcosc的電壓差來控制零點和滿量程的輸出。試驗時的液罐的壓力為常壓，在溫度為512、2512和55℃時分別對液位變送器的輸出進行測試，得到試驗數據如表1所示。

變送器按下列公式進行誤差分析： 8i=[（五一4mA一16mAHJ1000）／16mA]x 100％式中， 變送器輸出電流（單位：mA）；脅一液位高度（單位：mrn）。可知采用該方法電容式液位變送器精度可達到O．5％。實踐證明：電容式液位變送器的測量精度有較大影響的主要因素是分布電容和溫度漂移。溫度變化對測量結果的影響可通過上述方法用軟件實現溫度補償；而分布電容會對測量精度產生的影響很難通過改進硬件設計和軟件補償的方法*消除。因此我們將這些分布電容和電容測量電路看做一個整體，通過對零點和滿量程進行補償以獲得較高的測量精度。
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