測量儀表響應(yīng)延遲的原因

日期：2025-05-01 15:15

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摘要：

測量儀表響應(yīng)延遲

溫度測量時，測量儀表輸出值的改變可能遲于實際的溫度變化。這種現(xiàn)象稱為響應(yīng)延遲。當響應(yīng)延遲微乎其微時，我們說儀表具備“快速響應(yīng)”性能或者說具備“**的響應(yīng)性”。在溫度測量系統(tǒng)中，影響響應(yīng)延遲的兩個因素是檢測器/傳感器的響應(yīng)延遲，以及由于信號處理造成的響應(yīng)延遲。

傳感器的響應(yīng)延遲
通常來說，輻射溫度計等非接觸性傳感器的響應(yīng)延遲要低于接觸性傳感器，也就是說，非接觸性傳感器的響應(yīng)更加迅速。
[接觸性傳感器]
- 響應(yīng)性受傳感器保護套管或熱電偶套管的形狀(外徑等)以及導(dǎo)熱性影響?？梢酝ㄟ^使用具備高導(dǎo)熱性保護套管，或小外徑的傳感器來改善響應(yīng)性。
- 接地鎧裝熱電偶的響應(yīng)延遲低于未接地?zé)犭娕肌?br>
- 熱敏電阻溫度檢測器的體積可以縮小，從而取得更低的響應(yīng)延遲。
[非接觸性傳感器]
- 響應(yīng)與檢測元件的類型有關(guān)。光電式的響應(yīng)更為迅速，熱電式則較慢。
信號處理造成的響應(yīng)延遲
評估系統(tǒng)各個階段中伴隨著信號處理和顯示而產(chǎn)生的響應(yīng)延遲的原因是非常必要的，包括任何可能是溫度測量系統(tǒng)組成部分的轉(zhuǎn)換器、記錄儀、通信以及HMI。與響應(yīng)延遲有關(guān)的因素有模擬/AD轉(zhuǎn)換電路中與電路相關(guān)的延遲，使用數(shù)字處理時的采樣與多路技術(shù)(多點輸入轉(zhuǎn)換器)，以及與軟件相關(guān)的延遲。
評估響應(yīng)延遲的方法
正常情況下使用階躍響應(yīng)時間來評估響應(yīng)延遲。但是，當引入線性暫時性延遲時，響應(yīng)延遲可以用時間常數(shù)來表示。在數(shù)字處理器中，輸入采樣周期或者顯示/輸出更新周期相當于響應(yīng)延遲的指標。
- 響應(yīng)時間: 在階躍響應(yīng)中，指示值、顯示值或輸出信號達到終值的一個特定百分比所需的時間，例如可以表示為“90％的響應(yīng)”。
- 時間常數(shù): 在線性暫時性延遲系統(tǒng)中，到階躍響應(yīng)達到*終改變總量的63.2％時所需的時間。

實際上，記錄儀的響應(yīng)延遲可以視為與信號處理有關(guān)，即上文中所提到的由信號處理造成的響應(yīng)延遲。然而，如果使用橫河電機的μR10000(筆式)，輸入的響應(yīng)時間僅為大約1秒鐘。此外，如果使用DAQSTATION系列等無紙記錄儀，由于不使用機械裝置顯示輸入信號，響應(yīng)更為迅速。

參考資料: JEMIMA溫度測量100個常見問答

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