تأثير سرعة الاستجابة وزمن التحكم المستقر على دقة القياس لجهاز التحكم في تدفق الكتلة

سرعة استجابة التحكم ووقت التحكم المستقر لوحدة التحكم في تدفق الكتلة لا تضمن استجابة التحكم السريعة وصول الجهاز إلى القيمة المحددة بسرعة فحسب، بل تحافظ أيضًا على معدل تدفق مستقر لتجنب التأثر بتقلبات الضغط. لا شك أن سرعة استجابة الجهاز تلعب دورًا حيويًا في دقة القياس والتحكم في التدفق المستقر. ثابت الزمن الفيزيائي (Tau) يُمثل ثابت الزمن الفيزيائي بالحرف اليوناني Tau، وهو أحد المعايير القليلة المستخدمة لوصف وقت الاستجابة، أي أن الوقت المطلوب لوحدة التحكم للوصول إلى نسبة معينة من القيمة المحددة يُعرَّف بأنه 1 -1/e، حيث e هو رقم غير نسبي كأساس للوغاريتم الطبيعي، وقيمته 2.72، وبالتالي فإن 1-1/e هو 63.2٪ من القيمة المحددة. على الرغم من أن هذا التعريف هو معيار فيزيائي، إلا أنه قد لا يكون مفيدًا، لأن النسبة المتبقية البالغة 36.8٪ من القيمة المحددة قد تستغرق وقتًا أطول أو أقل من 63.2٪ السابقة. من لقطة الشاشة أدناه لمنظار الذبذبات، يمكن ملاحظة أن وحدة تحكم تدفق الكتلة ALICAT® وصلت إلى 63.2٪ من نقطة الضبط في 7.4 مللي ثانية فقط. نطاق تغيير النسبة المئوية لقيمة الضبط التعسفي تستخدم العديد من المعلمات التقنية لوحدة تحكم تدفق الكتلة التغيير ضمن نطاق نسبة مئوية معينة من القيمة المحددة لتحديد سرعة استجابة الجهاز، على سبيل المثال: الوقت المطلوب للوصول إلى 90٪ من 10٪ من القيمة المحددة. نظرًا للتباين الكبير في منحنيات استجابة التحكم الأولية واللاحقة بنسبة 10٪، فقد لا تكون سرعة استجابة التحكم الناتجة مكافئة لأداء التحكم الفعلي. كما هو موضح في الشكل أدناه، استغرقت وحدة تحكم تدفق الكتلة ALICAT® 11.4 مللي ثانية للوصول إلى القيمة المحددة. يمكن ملاحظة ذلك بوضوح من مخطط شكل الموجة لمنظار الذبذبات: يحتوي القسم 50٪ على مدى كبير، والقسمان أقل من 10٪ وأعلى من 90٪ المدى أصغر بكثير. فيما يتعلق بالشكل، إذا تم تعريف سرعة استجابة الجهاز وفقًا للوقت المستغرق للوصول إلى 90٪ من 10٪ من القيمة المحددة، فإن الاستنتاج هو 6 ~ 7 مللي ثانية. وقت الاستقرار نظرًا لأن وحدة التحكم قد تتجاوز الحد الأقصى بعد الوصول إلى القيمة المحددة، فإن الشركة المصنعة تستخدم عادةً الوقت المطلوب للوصول إلى القيمة المحددة والاستقرار كسرعة استجابة للجهاز، وتعطي نطاقًا مسموحًا به لسعة تذبذب الشكل الموجي. على سبيل المثال، يعني النطاق المسموح به البالغ 2٪ أن تقلب التدفق مستقر في حدود 2٪ من القيمة المحددة. وحدات التحكم في التدفق بشكل عام، تتراوح دقة وحدات التحكم في تدفق الكتلة بين 0.5٪ و2٪، ولكن بعض الشركات المصنعة مددت نطاق تحمل الاستقرار إلى 10٪. في ALICAT، نعتقد أنه إذا أراد المستخدم التحكم في معدل التدفق عند نقطة الضبط المطلوبة، فيجب أن يقع نطاقه المسموح به المستقر أيضًا ضمن نطاق دقة الجهاز. كما هو موضح في لقطة الشاشة أدناه، وصل المتحكم إلى تسامح مستقر يعادل دقة الجهاز (1% من النطاق الكامل) عند 27.6 مللي ثانية.