ELETTROTEC PSP300FNTR14壓力控制器的工作原理可歸納為以下核心環節:
一、核心工作原理:閉環反饋控制
基于“檢測-比較-執行"的閉環反饋控制理論,通過三步實現壓力自動調控:
壓力檢測
傳感器類型:采用高精度陶瓷壓力傳感器,利用壓阻效應將壓力變化轉化為電阻值或電壓信號的變化。
工作原理:傳感器內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變計。當壓力作用于膜片時,膜片產生微小變形,導致電橋電阻變化,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部的信號處理模塊。
設定與比較
用戶設定:通過4位LED數碼管和按鍵設定壓力閾值(上限/下限)。
信號比較:微處理器將傳感器信號與設定值進行比較,計算偏差值(e(t) = 實際壓力 - 設定壓力)。
執行控制
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,$K_I$為積分系數。
- **比例控制**:快速響應偏差,減小穩態誤差。
- **積分控制**:消除系統穩態誤差,提高控制精度。
輸出信號:根據偏差值,控制器輸出開關量信號(繼電器通斷)或模擬量信號(如4-20mA控制信號),驅動執行機構(如電磁閥、泵)進行壓力調節。
主動控制模式:持續監測并補償壓力變化,維持設定點穩定。
被動控制模式:壓力達到設定點后關閉控制,減少附加不確定度。
二、信號調理電路設計
為確保傳感器信號的準確性和穩定性,控制器采用以下信號調理電路:
放大電路
儀表放大器(如INA128):對傳感器輸出的微弱信號進行放大,放大倍數可達100倍,確保信號強度足夠進行后續處理。
濾波電路
二階低通濾波器(如OPA340構成的有源濾波器):濾除高頻干擾,截止頻率通常設置為3kHz,防止信號混疊。
電源電路
專用電源芯片(如LM7805):提供穩定的電源,確保傳感器和信號處理電路的正常工作。