ELETTROTEC PSP300FNTR14壓力控制器的工作原理
ELETTROTEC PSP300FNTR14壓力控制器的工作原理可歸納為以下核心環(huán)節(jié):
一、核心工作原理:閉環(huán)反饋控制
基于“檢測-比較-執(zhí)行”的閉環(huán)反饋控制理論,通過三步實(shí)現(xiàn)壓力自動調(diào)控:
壓力檢測
傳感器類型:采用高精度陶瓷壓力傳感器,利用壓阻效應(yīng)將壓力變化轉(zhuǎn)化為電阻值或電壓信號的變化。
工作原理:傳感器內(nèi)部集成惠斯通電橋電路,通過厚膜印刷工藝在陶瓷膜片上形成應(yīng)變計。當(dāng)壓力作用于膜片時,膜片產(chǎn)生微小變形,導(dǎo)致電橋電阻變化,從而輸出與壓力成比例的線性電壓信號。
信號傳輸:電子型控制器將傳感器信號傳輸至內(nèi)部的信號處理模塊。
設(shè)定與比較
用戶設(shè)定:通過4位LED數(shù)碼管和按鍵設(shè)定壓力閾值(上限/下限)。
信號比較:微處理器將傳感器信號與設(shè)定值進(jìn)行比較,計算偏差值(e(t) = 實(shí)際壓力 - 設(shè)定壓力)。
執(zhí)行控制
控制算法:采用比例積分(PI)控制算法,公式為:
u(t)=K p?e(t)+K I ?∫e(t)dt
其中,$K_p$為比例系數(shù),$K_I$為積分系數(shù)。
- **比例控制**:快速響應(yīng)偏差,減小穩(wěn)態(tài)誤差。
- **積分控制**:消除系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)誤差,提高控制精度。
輸出信號:根據(jù)偏差值,控制器輸出開關(guān)量信號(繼電器通斷)或模擬量信號(如4-20mA控制信號),驅(qū)動執(zhí)行機(jī)構(gòu)(如電磁閥、泵)進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)。
主動控制模式:持續(xù)監(jiān)測并補(bǔ)償壓力變化,維持設(shè)定點(diǎn)穩(wěn)定。
被動控制模式:壓力達(dá)到設(shè)定點(diǎn)后關(guān)閉控制,減少附加不確定度。
二、信號調(diào)理電路設(shè)計
為確保傳感器信號的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性,控制器采用以下信號調(diào)理電路:
放大電路
儀表放大器(如INA128):對傳感器輸出的微弱信號進(jìn)行放大,放大倍數(shù)可達(dá)100倍,確保信號強(qiáng)度足夠進(jìn)行后續(xù)處理。
濾波電路
二階低通濾波器(如OPA340構(gòu)成的有源濾波器):濾除高頻干擾,截止頻率通常設(shè)置為3kHz,防止信號混疊。
電源電路
專用電源芯片(如LM7805):提供穩(wěn)定的電源,確保傳感器和信號處理電路的正常工作。
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