种草 | 仪表工程师需人手一部的高效回路校验仪,文末提供试机!


工业过程测试回路需要周期性的校准和维护,以确保工作正常,对于仪表工程师来说,一款快速、准确的回路校验仪,将大大解放人力,提高工作效率。

 

下面我们用阀门定位器、电源隔离器、信号调节器回路校准过程来了解控制回路都需要哪些校验工具。

 

测试项目:阀门定位器校准
 
测试工具:Fluke707回路校验仪
作为定期检修的一部分,应该对电子阀门定位器进行周期性的现场校准。福禄克回路校验仪是进行这些检査的理想测试工具。校准不同结构和类型的阀门定位器应该根据相应的制造商的具体说明。
 
当输入改变,需要观察阀杆位置、机械位置指示器,或者流量指示器时,用现场校验仪作为信号源进行快速的工作状态检查。福禄克回路校验仪可以非常方便地模拟控制器输出给阀门定位器。
 
下边是对一个带有电子阀门定位器的阀门进行现场工作状态检查的常用方法的举例这些方法适用于各种类型的阀门,但是,为了明确地应用技术,我们需要参考生产厂家具体的说明书。在下面的例子中,阀门的操作和动作的检査或是通过操作人的感觉或是通过观察阀杆的运动来进行的。
 
步骤1:基本设置
 
设置福禄克707回路校验仪的电流输出;将回路校验仪设置为4~20mA输出电流模式。将707连接到阀定位器的输入端(如图3所示)。


步骤2:零位调整
 
将707的输出调整为4mA,并且经过足够长的时间,使阀杆运动至稳定状态。反时针旋转707微调按钮,将电流从4mA快速的降为3.9mA可以用一只手操作707,而用另外一只手来检查阀杆的运动情况。利用定位器上的零位调整器来调整这两个电流点之间的零位位移。
 
按下微调旋钮在4mA和4.1mA之间调节电流值。确认阀杆在4.1mA时开始移动,并在4mA时完全关闭。
 
步骤3满度点(完全打开)定位检测
 
利用25%按钮,将校验仪的输入步进至20mA,并且让阀门稳定下来。按下微调旋钮并顺时针旋转将电流调节至20.1mA,同时观察阀杆的运动情况。利用阀门定位器上的满度点调节功能使阀门在这两个电流点之间的位移达到最小。
 
按下并旋转微调按钮,在20.10mA到19.9mA之间调节电流。在20mA以上,阀杆应该没有动作,而在20mA以下,阀杆会有较小的移动。
 
步骤4:再次检测零点和满度点
 
很多定位器具有交互式的零点和满度点调节控制。该步骤将有助于确保正确地调节阀门的位置。重复步骤2和步骤3。
 
步骤5:线性度检测
 
检测阀门的线性性能,可以通过设置707从4mA步进至12mA(50%),同时观察阀门的行程。可以检査其线性度。
 
步骤6:改变阀门的行程
 
配合707的慢斜坡功能,能很容易的检测阀门的平滑功能。
 
将回路校验仪设置为mA输出模式,同时按25%和0-100%两个按钮选择慢速斜坡功能(a)。
 
让回路校验仪在几个周期内进行斜坡输出,同时感觉阀杆的异常操作,如在某个位置的粘滞和异常动作。
测试项目:电源隔离器校准
 

测试工具:Fluke789过程多用表

在当今的4-20mA控制回路中,回路电源供电隔离器和两线制隔离变送器是目前4-20mA控制回路中应用非常频繁的两个装置(如图1所示)。它们的检测和故障诊断程序是不同的,需要技术人员在现场对这些装置进行工作状态检测来进行了解。


回路电源供电隔离器
 
回路隔离器的主要目的是在发送控制电流信号至系统中的另一部分时,切断控制系统的接地环路。同时,回路电源隔离器不同于两线变送器,其工作电压来自于隔离器的“输入”端(如图1所示),根据不同厂商的产品,这需要5.5V到13.5V的启动电源。
 
现场检测回路电源供电离器
 
福禄克回路校验仪具有独特的电流仿真功能,当被连接到外部回路电源时,可以精确的控制0~24mA之间的电流。当在现场检测回路电源供电的隔离器时,可以去掉为回路中隔离器提供信号电流的两线回路变送器,可以将处于仿真模式的校验仪连接进来控制回路电流(如图2所示)。




连接福禄克回路校验仪
 
在次操作中,我们将使用福禄克789过程多用表。尽管操作控制不同,这种应用也可由福禄克707、715和705冋路校验仪来完成。
 
1、断开主回路变送器,将福禄克789连接到回路,将测试探针插入到校验仪的中间的端子,即“Simulate”(模拟)端子(如图2所示)。
 
2、将789回路校验仪的旋转开关切换到mA输出模式。将789设置为4~20mA输出模式,做好仿真mA的连接。现在,789校验仪则输出了4mA的电流,同时为回路电源供电的隔离器的输入端提供电源。
 
3、利用一块福禄克187或类似的多用表(1mA的分辨率是比较理想的;10mA模式,在隔离器的输出端监控输出电流(如图2所示))。
 
4、调节隔离器的零位控制器,使在输出端的电流读数为4.000mA。
 
5、利用福禄克789上的%步进按钮▲(25%或4mA增加)将输入电流调整至20mA,调整隔离器的满度调节钮使隔离器输出端电流读数为20.000mA。
 
6、利用▼ (25%或4mA减少)按钮将输入电流调整为4mA,并且检查零位偏移,如有必要的话进行调整。
 

7、到这里,则完成了零位和满度点调整。

 

回路校验仪检查线性度
 
当处干输出模式时,按下这些按钮能够以25%为步长增加和减少输出电流。在4~20mA电流模式下,这些中间级为8mA(25%)、12mA(50%)和16mA(75%)。在检查隔离器的线性度时,可以按动相应的%增加或降低步进按钮,确认数字多用表(DMM)的读数和校验仪回路校验仪的显示值相同。可以将偏差值和回路电源隔离器的制造商规定的线性度极限值相比较。
 
测试项目:信号调节器校准
 
测试工具:Fluke705、707、787和789回路校验仪
电压输入信号调节器有多种类型,最常见的具有0~10V、0~5V和1~5V的输入电平,这些设备的典型输出为隔离的或非隔离的0~10V或4~20mA电流。250~500Ω的电阻是常见的回路负载电阻,它通过回路电流提供电压输入信号给电压输入的信号调节器如图4所示)。



图4

 

利用其精确的信号源和仿真功能,福禄克回路校验仪是校准很多4~20mA信号调节器的理想工具。但是,有许多信号调节器需要精确的电压源来进行校准。利用一个简单的精密电阻和标准连接器,福禄克校验仪可以现场校准许多标准和非标准的电压输入信号调节器。利用福禄克705、707、787和789回路校验仪可非常好地完成这项工作(由于福禄克715回路校验仪具有一个高精度的直流电压输出,所以它不需要外接电阻和连结器)。
 
校准信号调节器
 
下边我们将采用图5中构建的高精度集成电阻器来校准1~5V输入,4~20mA输出的信号调节器。




表2.线形信号调节器的正确输出值
 
步骤1:设置福禄克707回路校验仪输出4~20mA电流
 
打开707回路校验仪的电源,把集成电阻器插入source输出端。检査显示。如果显示器的读数不是4mA,关707的电源。然后按下“mode”(模式)按钮持续两秒种,再次打开,显示器的读数应该为4.000mA。
 
步骤2:校准
 
1、如图6所市,福禄克F187,设置为DC电流测量模式,出联到信号调节器的输出端。
 
2、用测试线将高精度集成电阻器连接到信号调节器的输入端,清注意极性。
 
3、将707回路校验仪设置为mA信号源模式,显示屏的读数应该为4mA(电阻器上电压为1.00V)。
 
4、调节信号调节器上的调零装置,使DMM的读数为4mA。

图6
 
5、按下707回路校验仪的0~100%按钮,直到显示读数为20mA。然后调节调节器的满度点,直到DMM的读数为20mA。
 
6、按下0~100%按钮,707回路校验仪的读数应该为4.000。确认连接到信号调节器输出端的多用表读数为4000mA。
 
7.现在校准完成了。
 
注意:许多制造商规定在校准前需要有一段预热时间。如果您的输出端显示表读数值高于或低干4mA,请参考下方“微调”部分。
 
步骤3:检测线性度
 
正确设置零点和满度后,利用下列的步骤可检验信号调节器的线性度。该过程将通过检测0%、25%、50%、75%、100%设置点来检测信号调节器线性度。
 
1、利用高精度的集成电阻器,利用25%按钮,调节福禄克回路校验仪输出电流4mA(l.0V)。DMM将显示4mA。
 
2、利用25%按钮,让回路校准器步进输出25%、50%、75%和100%的电流,这时请注意万用表上的对应的读数值。表2所列的是线性信号调节器正确的输出值。(如果输出值和表2中的值的偏差超过了信号调节器的线性度指标,请联系信号调节器的制造商,或更换装置。

表2.线形信号调节器的止确输出值
 
进行微调
 
许多具有0~20mA和4~20mA电流输出的信号调节器的零点和满度点控制的交互性能是非常差的。当在校准过程中检测线性度时,如果输出端显示表值高于或低干4mA,执行下列的步骤来获得输出端显示表应获得的4和20mA的显示值。
 
1、请注意,当707回路校验仪输出4mA而输出端显示表值高于或低于4mA时,调节信号调节器的调零装置,输出端显示表值和4mA的差值将为原来值和4mA的差值的一半。
 
例如:如果在步骤7中信号调节器零点输入的读数为3.50mA,微调后输出(回路校准器提供给信号调节器输入端电流为4mA)表显示值为3.75mA,该值到4mA的差值为微调如电流值和4mA间差值的一半。即:4.00-3.50=0.50;0.05/2+3.50=3.75。
 
2、利用0-100%按钮,调节707回路校验仪的源电流为20mA。请注意输出端多用表的读数。调节信号调节器的满度点调节使输出的电流为至20mA的差值降低一半。
 
例如:如果输出读数为21mA,调节满度点控制使电流输出为20.5mA(和期望值20mA的差值降低了一半)。
 
3、重复“中值步骤”过程,直到获得所期望的输出。非交互控制的信号调节器不需要该过程。
综合以上,福禄克回路校验仪对各种校准应用来说是非常理想的工具,包括:
Fluke 709和709H回路校验仪(Hart)
福禄克707和707EX1校验仪回路校验仪
福禄克705回路校验仪
福禄克715电压/毫安(Volt/mA)校验仪
福禄克787和789过程多用表(ProcessMeter(tm))


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