[發明專利]具有多量程和自動量程切換功能的差壓流量變送器

有效

• 申請號: 201310050433.3
• 申請日: 2013-02-13
• 公開（公告）號: CN103185614A
• 公開（公告）日: 2013-07-03
• 發明（設計）人: 烏光
• 申請（專利權）人: 烏光
• 主分類號: G01F1/34
• 分類號: G01F1/34
• 代理公司: 吉林市達利專利事務所 22102
• 代理人: 陳傳林

技術領域

?本發明涉及儀器儀表領域，是一種具有多量程和自動量程切換功能的差壓流量變送器。?

背景技術

差壓流量變送器（以下簡稱變送器）的功能主要用以將液體、氣體的流量等工藝變量轉換成電信號進行過程量顯示，以及傳輸到顯示、記錄儀表或計算機上實現流體工藝參數的測量或控制，在工業測量和能源領域具有廣泛應用。?

變送器的兩項主要技術指標是測量量程和測量準確度，量程是變送器所指定的輸入信號測量范圍內的一段測量工作區域，與之相關的是量程比。它是指測量范圍內最大量程和最小量程之比，一般性能較好的智能型變送器量程比可達到100：1或者更高。比如變送器的測量范圍為0-1-100?kPa，它的最大量程為0-100?kPa?最小量程為0-?1kPa，量程比為100:1，量程比越大表明變送器量程可選用的范圍越大。目前變送器雖然具有很大的量程比，但只能在測量范圍內選擇并固定其中一個量程來作為工作量程。?

變送器的準確度是用引用誤差定義的，引用誤差=??。而由相對誤差公式：相對誤差=?可知，變送器量程內各點的測量相對誤差是不同的，只有量程上限點的測量相對誤差同引用誤差相同，能夠達到標稱準確度，而在量程內其它點的相對誤差要大于標稱準確度，測量點越是偏離量程上限測量相對誤差越大。以量程為0-100kPa、0.075%級的變送器為例，其全量程內的允許絕對誤差為0.075kPa，在最大量程100?kPa處的相對誤差也為0.075%；而在量程的3.75%也即3.75?kPa處，差壓變送器的測量相對誤差為0.075/0.375=2%。而對于具有開方運算功能的0.075級準確度的流量變送器，當流量減少到滿量程的19.36%時測量相對誤差由0.075%增加到1%。在這種情況下如果調小變送器的量程，是否可以提高準確度，同為上例，如果此時差壓變送器的量程調整為原來的十分之一（即量程變為0-10kPa），則全量程內的允許絕對誤差也降低為原來的十分之一，為0.0075kPa；當被測壓力值為3.75kPa時測量相對誤差降低為0.0075/3.75=0.2%，相對于原來大量程狀況測量準確度明顯由2%提高到0.2%，提升了10倍，流量變送器的情形同此類似。?

由此可知，選擇合適的量程以及使測量值在接近量程上限附近工作時，可以獲得較高的測量準確度。但是目前變送器只有一個固定量程，當被測流量波動范圍較大或者使用大量程變送器測量小流量時，一個量程解決不了大范圍的測量準確度問題，工業上有時采用一個被測參數安裝兩套流量計的辦法，造成投資增大，即便如此其量程覆蓋區域仍是有限，影響測量的準確度。本發明針對目前變送器性能上的不足，設計出具有多量程和自動量程切換功能的差壓流量變送器。?

目前常規的變送器具有較高的精度等級和很大的量程比，但是只有一個使用量程。由于變送器的特性所導致其在量程內的各工作點的測量相對誤差大于標稱準確度，量程上限點測量相對誤差等于標稱準確度，測量值越是偏離量程上限則測量誤差越大，往往超出測量過程的準確度要求。?

發明內容

本發明的目的是，針對目前常規變送器的上述弊端，設計一種在整個測量范圍內具有多個量程和自動量程切換功能的差壓流量變送器,使測量值一直工作在相應量程的上限值附近，減少測量的相對誤差，提高測量準確度。?

實現本發明目的所采取的技術方案是：一種具有多個量程和自動量程切換功能的差壓流量變送器，其特征是：將輸入差壓信號通過傳感元件轉換成電信號，經過放大及模數轉換,調制成數字信號送至單片機微處理器,?通過控制程序的協調控制對信號進行線性化、補償、計算、自診斷、通信控制，通過多量程設定、測量值與相鄰量程特征值的比較判斷，實行自動量程切換，再經過數模轉換單元及數字輸出單元輸出直流電流信號或數字信號進行顯示，以及傳輸給二次儀表。?

所述多量程為整個或者部分測量范圍內依據流量值或者壓力值劃分成若干個不同的使用量程，并設置各量程代碼及量程系數。?

將所述測量值與所在量程的特征值、以及其它量程的特征值進行比較判斷，滿足大于等于，或者小于等于條件后自動進行相應量程間的切換，特征值為指定測量范圍內的任何值。?

所述測量值與相鄰量程特征值的比較判斷關系，自動量程切換的數學關系以及控制程序，數學關系包括：以同一量程下限為起點或者以不同量程下限為起點的多量程劃分模式，量程系數模式，量程切換時附加條件模式。?

本發明的具有多個量程和自動量程切換功能的差壓流量變送器，能夠依據測量和控制參數及切換程序，微處理器調用和執行，從而完成量程的自動切換。其所具備的功能體現在：?