如何改善SICK传感器时间常数和滞后

SICK传感器时间常数和滞后与温度传感器的热容量和热阻有关，除选用时间常数、滞后小的温度传感器外，还应保证合理插入深度和正确安装方法，才能保证温度测量准确性、温度控制系统的稳定性和控制质量。

SICK传感器时间常数和滞后

实践证明热电偶、热电阻、双金属温度计当被测温度突然发生变化时，其输出会延迟一段时间，这段延迟时间△τ一般叫做纯滞后或纯时延。在延迟△τ后，会以近似于指数曲线的规律变化，如忽略△τ，并以介质温度变化做计时起点，则上述曲线符合T=△T（1-e-t/τ），此式中T为温度；△T为温度变化；t为时间；τ为时间常数。时间常数及时反应曲线起点的切线与平衡温度交点A所对应的时间，也就是输出变化63.2%△T所需要的时间。

 正确认识和对待温度传感器的时间常数和滞后，是一个很重要的问题。其关系到能否正确测量温度，及时反映被测量温度的变化。其对温度控制系统的稳定性及控制质量好坏，具有举足轻重的作用，所以是一个不容忽视的问题。

如何改善SICK传感器的时间常数和滞后

SICK传感器时间常数和滞后的大小，取决于元件的热容量和热阻。因为温度传感器升温需要吸收一定的热量，其变化1℃所需要的热量就是温度传感器的热容量，热容量越小越好。温度传感器传热又需要克服热阻，这和元件的结构、大小都有直接的关系。金属是热的良导体，热阻的大小常受温度传感器的气隙、绝缘物、保护套管的影响。

SICK传感器器的时间常数和滞后较大，通常可到几十秒到几分钟，因此对测量和控制温度的影响是很大的，尤其是对温度控制系统的稳定性有很大的影响。所以在现场应用中，除应该选择时间常数和滞后较小的温度传感器外，还应该注意温度传感器的安装方式。即安装时要有一定的插入深度，尤其是热电阻，插入深度不够往往会造成较大的误差；再就是工艺管道较细时，一定要局部加粗管道，或者尽量吧温度传感器安装管道的弯头上，要使温度传感器对着流体的流动方向；测量气液相介质的温度时，最好测量液相温度，因为液相温度的动态特性及稳定性优于气相温度；必要时还可以采取在保护管与热元件间填充金属屑或其它导热材料（铠装热电偶或铠装铂电阻就是在保护管和元件之间填充高纯度氧化铝粉），对于热电偶还可以采用露端式或接壳式热电偶。

从输入通道数来分有单路和双路，以及一路输入、二路输出信号分配功能的品种。供电方式来分又有：回路供电型和独立供电型。

其输入输出均为二线，接线十分方便，它把dcs、plc或显示表提供电源经隔离给二线制变送器配电，同时，二线制变送器产生4-20mA信号隔离输入到DCS、PLC或显示表。它特别适合于现场为二线制变送器，需要隔离输入到DCS、PLC系统或显示仪表，而输入设备的输入卡具有内部供电功能的场合。

但是无源信号隔离器有不足之处：

1、无源信号隔离器相当于一个负载，经过隔离器在隔离两端之间有一个不大于6V的压降，因此它给二线制变送器配电工作电压会降低，一般要求变送器12V供电能工作。

例：供电24V，RL=250Ω，当20mA时，供给二线制变送器配电电压UO≈24V-0.02×RL-6≥13V，这样一般要求二线制变送器要在12V电压正常工作。

        2、无源信号隔离器传输精度相对独立供电的隔离器要差一点，为0.4%F.S.，选用时要特别注意。

 这是最为常用的配二线制变送器的信号隔离器SWP9034A，它需要对隔离器独立供电。其特点是：

        1、信号隔离器传输精度高，达到0.1％ F.S.。

        2、信号隔离器SWP9034A接线方式灵活，可以接二线制变送器、三线制变送器或电流源信号，使用灵活方便。

        3、电源、输入、输出之间隔离，保证高抗干扰性能。

        一进二出信号分配隔离器

        在应用中，我们还会经常遇到将一个变送器信号接入两个或两个以上接收装置的情况，若采用串联环路，则环路中任一处开路都会造成整个环路上的仪表无信号，而且负载电阻之和很容易超过变送器的负载能力 还必须保证两个负载信号之间参考点不一样。

        因此一般不采用这种方法，通常采用的方法是：在环路中串接一个电阻， 再将负载并联在电阻上取电压信号，如串联一个250Ω电阻将4-20mA电流信号转换成1-5V电压信号。这种方式虽然能避免开路及负载能力等问题，但却存在以下不足：

        1、通过串联电阻取电压信号方法是以假定接收设备的输入阻抗无穷大为前提的，所以接收设备的输入阻抗必然对信号的测量产生误差，而且，并联设备数目越多，误差越大。

        2、导线越长，线阻的电压降越大，对实际电压信号的影响也越大，因此，信号传输距离不能太长。

        3、由于RFI/EMI的信号容易与电压信号叠加，所以该连接易受无线射频/电磁干扰。

       解决以上问题的方案是使用信号分配器SWP9034A（这种信号隔离器同时具备配电隔离器和信号分配器的功能）。把一路输入转换成隔离二路输出，精度高、隔离能力强。                        

        1、通过信号隔离器SWP9034A输出的两路信号既可相同也可不同，变送器和各个接收设备间隔离。

        2、任一接收设备出现的故障不会影响整个环路及另一个接收设备。