Como recalibrar um deslocamento de ponto-zero em um controlador de cilindro multizona-?

6 zonas de temperatura separadas em uma placa de aquecimento, com cada zona tendo seu próprio termopar ou sensor RTD. Quando a placa estiver fria, parada e devidamente estabilizada, todos os sensores deverão indicar exatamente a mesma temperatura. Na realidade, quase sempre aparecem pequenas variações. Uma zona pode ler 24,5 graus, outra 25,7 graus e ainda outra 24,9 graus, mesmo quando todos os sensores estão fisicamente conectados à mesma estrutura metálica. Estas disputas menores podem gerar um problema de controle oculto. O controlador assume que cada leitura é real e os aquecedores são desiguais, causando um desequilíbrio térmico constante que só existe porque os sensores discordam.

Quando tudo estiver igual, a placa fria deverá se comunicar com uma temperatura única-concordada. Assim, a recalibração do deslocamento do ponto-zero de cada canal do sensor é uma das atividades de manutenção mais significativas para restaurar o controle térmico preciso de-zonas múltiplas.

Sistemas de-zona múltipla: noções básicas sobre deslocamento de-ponto zero
Todos os sensores de temperatura apresentam alguma imprecisão e desvio de medição.

Termopares, RTDs, conexões de fiação e circuitos de entrada do controlador podem se desviar um pouco da temperatura real ao longo do tempo. Essas aberrações são freqüentemente chamadas de deslocamentos de ponto zero.

Em um sistema de placas de múltiplas-zonas, até mesmo um leve desalinhamento se torna um problema porque cada zona de controle funciona separadamente.

Por exemplo:

A placa pode pensar que está mais fria do que na Zona A

A Zona B pode pensar que a placa está mais quente do que realmente está

Ambas as zonas poderiam responder de forma inadequada, mesmo que as temperaturas reais fossem as mesmas

A consequência é a competição indesejada entre os aquecedores e a diminuição da homogeneidade térmica.

Este é o principal problema de manutenção que a operação do controlador de placa multizona de recalibração do deslocamento do ponto zero corrige.

Por que a calibração-de ponto zero é importante
As placas de{0}zona múltipla são projetadas para fornecer distribuição uniforme da temperatura da superfície por meio de feedback sincronizado do sensor.

Se um sensor estiver 1 grau abaixo, essa zona pode estar constantemente mais quente do que as zonas adjacentes. No entanto, se a leitura do sensor for alta, poderá haver uma supressão indesejada da saída do aquecedor.

Os sintomas comuns de problemas relacionados ao deslocamento incluem:

Pontos-quentes ou frios de longa duração

Resultados do mapeamento térmico não{0}}uniforme

Balanceamento de zona desequilibrada

– Excesso-de ciclo do aquecedor

Temperaturas de processo não{0}}uniformes

Difícil atender às especificações de uniformidade da placa

A correção desses deslocamentos coloca todos os canais de controle em uma referência de linha de base térmica comum.

Calibração da placa
Para uma calibração precisa do offset, toda a estrutura da placa deve estar em uma condição de temperatura estável e homogênea.

Desligue o sistema
O sistema de aquecimento da placa deve ser totalmente desligado primeiro.

A calibração não pode começar até que todo o aquecimento ativo seja desligado.

Permitir Estabilização Térmica Total
A placa deve então ser embebida termicamente durante várias horas até que todos os gradientes de temperatura internos desapareçam.

A estabilização durante a noite é, via de regra, recomendada.

O objetivo é garantir que:

Temperatura uniforme da placa

Sem pontos quentes de calor residual

Sem efeitos de resfriamento ativo

Condições ambientais ambientais estáveis

A calibração antes da estabilização pode resultar em imprecisões substanciais de medição.

USO DO TERMÔMETRO DE REFERÊNCIA DE PRECISÃO
A temperatura real da placa só pode ser medida com um termômetro de referência corretamente calibrado.

O dispositivo de referência deverá ter:

Alta precisão de medição

Certificado de calibração recente de rastreabilidade

Estabilidade térmica

Capacidade de contato com a superfície, quando aplicável

O processo de calibração só é útil e defensável se o próprio termômetro de referência possuir um certificado de calibração genuíno e rastreável.

Posicionamento correto do sensor
A sonda de referência deve estar em bom contato térmico com a superfície da placa.

Um bom contato pode ser alcançado usando:

Composto térmico

Grampos de superfície

Blocos de contato ponderados

Dispositivos magnéticos conforme apropriado

O local de referência deve ser o mais representativo possível da temperatura média estabilizada da placa.

Fazendo leituras de zonas individuais
Quando o equilíbrio térmico for alcançado, anote cuidadosamente a leitura de temperatura dada para cada zona do controlador.

Neste ponto existem três valores:

A temperatura de referência real

A temperatura mostrada na zona

A distinção entre eles

Essa diferença é a correção de deslocamento do ponto zero para esse canal específico.

Exemplo de cálculo de deslocamento
Se: 1.

O termômetro de referência marca 25,0 o C

ZONA 3 24.5 grau

Então a imprecisão da zona é:
+0.5C

Assim, na configuração do controlador, precisamos adicionar uma correção de deslocamento positiva de +0.5 grau para esse canal.

Uma vez inserido, o software do controlador aplica imediatamente o valor do ajuste às leituras subsequentes.

Insira valores de deslocamento no controlador
Na maioria dos controladores-de múltiplas zonas atuais, há um menu de configuração onde você pode configurar deslocamentos de sensor específicos para cada canal.

O texto específico pode variar de acordo com o fabricante, incluindo:

Calibração do Sensor

Corte de entrada

Viés na calibração.

Correção de temperatura

Configuração zero

Cada zona deve ser corrigida separadamente.

Por que são necessárias-correções específicas do canal
Os deslocamentos médios em todas as zonas não devem ser aceitos.

Cada sensor e canal de entrada terá seus próprios recursos e padrão de desvio.

Cada canal de medição deve ser calibrado separadamente para uma correção precisa.

Verificação dos resultados da calibração
Depois que todos os deslocamentos forem inseridos, o sistema deverá ter alguns momentos para se estabilizar novamente antes de verificar novamente as leituras.

Uma placa corretamente calibrada deve agora ler:

Leituras quase iguais em todas as zonas

Boa concordância com termômetro de referência

Melhor estabilidade térmica durante a operação

Ainda pode haver algumas variações residuais devido às tolerâncias dos sensores e aos impactos ambientais, mas grandes disputas devem desaparecer.

Compreensão dos limites de{0}}calibração de ponto zero
A calibração do deslocamento do-ponto zero compensa apenas um elemento do comportamento de precisão do sensor.

Erro de amplitude vs. deslocamento
Esta abordagem corrige o erro de medição apenas na temperatura de calibração.

não está levando em consideração:

Erro na rotação do sensor

Desvio de extensão:

Propriedades de resposta não linear

Altas-variações de temperatura na calibração

Um sensor pode concordar precisamente na temperatura ambiente e desviar drasticamente em temperaturas de trabalho mais altas.

Para aplicações essenciais, pode ser necessária a calibração-multiponto na faixa de trabalho real.

Reconhecendo os sintomas de desvio do sensor
Um benefício significativo da recalibração de compensação anual-é o acompanhamento de tendências.

Quando uma determinada zona apresenta um aumento constante no deslocamento de ano para ano, isso pode indicar:

Envelhecimento de Termopares

Deterioração da IDT

Corrosão de conectores

Mudanças na resistência da fiação

Instabilidade do circuito de entrada

Deslocamentos grandes ou rapidamente flutuantes podem ser indicadores de alerta precoce de uma falha crescente do sensor.

Portanto, informações de calibração anteriores estão disponíveis para estimar as necessidades de reparo antes da falha completa do sensor.

Frequência de calibração sugerida
Os intervalos de calibração são estabelecidos por:

Gravidade da temperatura operacional

Frequência de ciclagem térmica

Criticidade dos processos

Tipo de sensor

Tolerância de uniformidade necessária

As placas de precisão devem ser calibradas anualmente como prática regular.

Sistemas críticos ou sistemas que operam em altas temperaturas podem exigir verificação com mais frequência.

Erros comuns a serem evitados ao calibrar compensações
Vários erros típicos podem degradar a precisão da calibração.

Falta de estabilização térmica
Leituras falsas podem resultar de gradientes de temperatura residuais.

Mau contato com o sensor de referência
Espaços de ar entre a sonda de referência e a superfície da placa podem distorcer a medição.

Uso de um dispositivo de referência não calibrado
Se o termômetro de referência não for preciso, toda a operação estará errada.

Sinal de deslocamento inválido inserido
Substituir uma correção negativa por uma positiva pode aumentar, em vez de diminuir, o erro de medição em até um fator de quatro.

Conseqüentemente, é vital que documentação e verificação cuidadosas sejam realizadas.

Resumo:
A re-calibração do deslocamento do ponto-zero em um controlador de placa multi-zona é um processo de manutenção simples, barato e muito bem-sucedido para restabelecer a concordância em todos os canais de detecção de temperatura. A precisão do controle térmico pode ser melhorada estabilizando o cilindro a uma temperatura ambiente conhecida, comparando cada zona com um termômetro de referência rastreável e inserindo os valores de correção relevantes no controlador.

Na estrutura geral de recalibrar a manutenção do controlador de placa multizona com deslocamento do ponto zero, este método sincroniza os olhos do sistema de controle para que todas as zonas do aquecedor persigam o mesmo objetivo térmico em vez de lutar contra falsas variações de medição.

O controle térmico preciso sempre começa com a concordância da medição. Cada sensor no sistema precisa concordar sobre o que zero significa antes que possa ser perfeitamente uniforme.