死區(qū)是造成超大過(guò)程偏差度的主要原因。由于各種各樣的原因，如摩擦力、空程、閥軸扭轉(zhuǎn)、放大器或滑閥的死區(qū)等，控制閥是一個(gè)儀表回路里死區(qū)的主要來(lái)源。
死區(qū)是一種常見(jiàn)現(xiàn)象，指的是當(dāng)輸入信號(hào)改變方向時(shí)，不能使得被測(cè)過(guò)程變量產(chǎn)生變化的控制器輸出值的范圍或?qū)挾取．?dāng)一個(gè)負(fù)載擾動(dòng)發(fā)生時(shí)，過(guò)程變量會(huì)偏離設(shè)定點(diǎn)。這個(gè)偏差會(huì)通過(guò)控制器產(chǎn)生一個(gè)糾正性動(dòng)作，并回復(fù)到過(guò)程中。然而，控制器輸出的一個(gè)初始變化可能不會(huì)產(chǎn)生一個(gè)相應(yīng)的過(guò)程變量的糾正性的改變。只有當(dāng)控制器的輸出變化量大得足以克服死區(qū)的改變時(shí)，一個(gè)相應(yīng)的過(guò)程變量的改變才會(huì)發(fā)生。
如果控制器輸出改變方向，控制器的信號(hào)必須克服死區(qū)，才能產(chǎn)生過(guò)程變量的糾正性改變。工藝過(guò)程里死區(qū)的存在使控制器的輸出必須增加到大得足于克服死區(qū)，只有這時(shí)一個(gè)糾正性的動(dòng)作才會(huì)發(fā)生。
1、死區(qū)造成的影響
這個(gè)圖代表正常過(guò)程條件下三個(gè)不同的控制閥的開環(huán)回路測(cè)試。這些閥門接受一系列一系列從0.5% 到10% 的階躍輸入。流體工況下的階躍測(cè)試很有必要，因?yàn)檫@些工況可以評(píng)估整個(gè)控制閥組件的性能，而不像大部分的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試一樣僅僅評(píng)估閥門執(zhí)行機(jī)構(gòu)的性能。
2、死區(qū)的成因
死區(qū)有很多原因，但是控制閥的摩擦力和空程、旋轉(zhuǎn)閥閥軸的扭轉(zhuǎn)以及放大器的死區(qū)是幾種常見(jiàn)的形式。由于大部分的調(diào)節(jié)式控制的動(dòng)作是由小信號(hào)改變（1% 或更小）組成的，一個(gè)有超大死區(qū)的控制閥可能根本不會(huì)對(duì)這么多的小信號(hào)改變作出響應(yīng)。一個(gè)制造精良的閥門應(yīng)該能夠?qū)?% 或更小的信號(hào)作出響應(yīng)以有效地減小過(guò)程偏差度。然而，也常見(jiàn)有些閥門出現(xiàn)有5% 或更大的死區(qū)。在近的一次工廠審計(jì)里，發(fā)現(xiàn)30% 的閥門有超過(guò)4% 的死區(qū)。超過(guò)65% 的被審計(jì)的控制回路有大于2% 的死區(qū)。
3、死區(qū)對(duì)于閥門性能的影響
性能測(cè)試
有些對(duì)控制閥性能的測(cè)試，僅局限于比較輸入信號(hào)和執(zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的行程。這是一種誤導(dǎo)，因?yàn)樗雎粤碎y門本身的性能。
關(guān)鍵的是測(cè)量流體工況下閥門的動(dòng)態(tài)性能，這樣，過(guò)程變量的改變才能與閥門組件的輸入信號(hào)改變相比較。如果只有閥桿對(duì)于閥門輸入信號(hào)的改變作出響應(yīng)，那么這種測(cè)試的意義不大，因?yàn)槿绻麤](méi)有相應(yīng)的控制變量的改變，也就沒(méi)有對(duì)于過(guò)程偏差的糾正。
在所有三個(gè)閥門測(cè)試?yán)铮瑘?zhí)行機(jī)構(gòu)推桿的運(yùn)動(dòng)都能對(duì)輸入信號(hào)的改變作出很好的響應(yīng)。另一方面，這些閥門在對(duì)應(yīng)于輸入信號(hào)的改變而改變流量的能力方面卻有很大的不同。
摩擦力
摩擦力是造成控制閥死區(qū)的一個(gè)主要原因。旋轉(zhuǎn)閥對(duì)于密封要求的高的閥座負(fù)載引起的摩擦力非常敏感。對(duì)于有些密封型式，高的閥座負(fù)載是為了獲得關(guān)閉等級(jí)所必需的。由于高的摩擦力和低的驅(qū)動(dòng)應(yīng)變剛度，閥軸會(huì)扭轉(zhuǎn)，無(wú)法把運(yùn)動(dòng)傳遞給控制元件。結(jié)果是，一個(gè)設(shè)計(jì)很差的旋轉(zhuǎn)閥可能會(huì)展示出很大的死區(qū)，這個(gè)死區(qū)明顯對(duì)過(guò)程偏差度有決定性的影響。
填料摩擦力是直行程控制閥的摩擦力的主要來(lái)源。在這些類型的閥門里，測(cè)量得到的摩擦力可能會(huì)隨著閥門形式和填料結(jié)構(gòu)的不同而有很大的差別。
當(dāng)裝置改變方向時(shí)，這種間隙會(huì)引起運(yùn)動(dòng)的不連續(xù)性。間隙通常發(fā)生在具有各種各樣配置的齒輪驅(qū)動(dòng)的裝置里。齒條齒輪執(zhí)行機(jī)構(gòu)由于間隙特別容易產(chǎn)生死區(qū)。有些閥軸的連接也有死區(qū)的問(wèn)題。
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