Статические и динамические характеристики
Цель: Изучить тему «Статические и динамические характеристики» и закрепить её практическими заданиями и самопроверкой.
2 акад. часа чтение и разбор теории, решение задач, работа со схемой или виртуальным стендом и проверка понимания.
Основной материал
Статическая характеристика описывает установившееся соответствие входа и выхода. Но технологический процесс меняется во времени, поэтому важно, как быстро прибор реагирует.
Время отклика
Датчик температуры в массивной защитной гильзе реагирует медленнее, чем маленький чувствительный элемент без гильзы. Это не обязательно ошибка - прибор может быть точным в установившемся режиме, но запаздывать при быстром процессе.
Постоянная времени
Для многих систем первого порядка скорость реакции описывается time constant. Через одну постоянную времени после ступенчатого изменения выход проходит примерно 63 % пути к новому установившемуся значению. Через несколько постоянных времени система практически устанавливается.
Dead time
Иногда реакция начинается не сразу. Например, датчик температуры расположен далеко по потоку от клапана, и продукт должен физически дойти до места измерения. Это чистое транспортное запаздывание. Оно особенно осложняет регулирование.
Практическая работа
Сравните два датчика: A достигает 90 % нового значения за 5 s, B за 40 s. Объясните, какой лучше для быстрого защитного контура и почему при выборе важна не только статическая точность.
Самопроверка
• Чем статическая характеристика отличается от динамической?
• Что такое response time?
• Что означает time constant?
• Что такое dead time?
• Почему медленный датчик может ухудшить PID-регулирование?
Что нужно запомнить
- Статическая характеристика описывает установившееся соответствие входа и выхода.
- Но технологический процесс меняется во времени, поэтому важно, как быстро прибор реагирует.
- Датчик температуры в массивной защитной гильзе реагирует медленнее, чем маленький чувствительный элемент без гильзы.
- Это не обязательно ошибка - прибор может быть точным в установившемся режиме, но запаздывать при быстром процессе.
- Для многих систем первого порядка скорость реакции описывается time constant.