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Calculer les spécifications de réponse pour le contrôle de débit massique

Chez Alicat, nous déclarons que nos régulateurs de débit massique sont les régulateurs de débit les plus rapides au monde, mais comment pouvons-nous prouver cette affirmation par rapport à nos nombreux concurrents qui affirment eux aussi être ‘rapides”? Un contrôle rapide permet à un régulateur non seulement d’atteindre de nouveaux points de consigne plus rapidement mais également de maintenir un débit stable dans le cas de fluctuations de pression inattendues. Manifestement, la vitesse de réponse est importante pour un contrôle de débit stable et précis, et dans cet article nous allons examiner si Alicat est en droit d’affirmer être le plus rapide.

Veuillez regarder cette vidéo d’une minute qui montre la réponse de contrôle d’Alicat entre deux points de consignes extrêmes :

Constante de temps physique (Tau)

La lettre grecque Tau est utilisée pour symboliser la constante de temps physique, une des rares normes qui existent lorsqu’il s’agit de rapporter les temps de réponse. La constante de temps est la quantité de temps que le régulateur met à atteindre un pourcentage du point de consigne défini comme 1-1/e, où e est le nombre irrationnel qui forme la base des logarithmes naturels. Avec e ayant une valeur de 2,72, approximativement arrondi, 1-1/e équivaut à 63,2% du changement de point de consigne commandé. Bien que cette définition soit une norme physique, elle n’explique pas tout, puisque les 36,8% restants du changement de point de consigne peuvent prendre plus ou moins de temps que les premiers 63,2%. L’image de l’oscilloscope ci-dessous montre que cet Alicat a atteint 63,2% du point de consigne commandé en seulement 7,4 ms.

Changement arbitraire du pourcentage de point de consigne

Un grand nombre de spécifications de régulateurs de débit massique attribuent un pourcentage de changement arbitraire pour définir leur vitesse de réponse. Quelques-uns de ceux-ci sont devenus courants chez les fabricants, comme le temps requis pour se déplacer de 10 % à 90% du point de consigne. Puisque les 10% inférieurs et supérieurs d’une courbe de réponse de contrôle peuvent être les plus variables, ce type de spécification de vitesse de réponse peut ne pas en révéler beaucoup sur la performance réelle du système de régulation.  L’image ci-dessous, par exemple, montre que l’Alicat a atteint 100% du point de consigne en 11,4 ms. Vous pouvez voir que les paliers de l’oscilloscope sont les plus longs à 50% du changement de point de consigne et sont bien plus courts en-dessous de 10% et au-dessus de 90%. Dans cette image, une spécification de 10 à 90% aurait résulté en un temps de réponse de 6 à 7 ms.

Alicat-control-setpoint

Temps de stabilisation

Puisqu’atteindre le point de consigne ne garantit pas que le régulateur ne dépassera pas le point de consigne souhaité, beaucoup de fabricants spécifient des temps de réponse de contrôle basés sur le temps de stabilisation, la quantité de temps que le régulateur met à atteindre son point de consigne et réduit ensuite les oscillations secondaires à une marge d’erreur donnée. Par exemple, une marge d’erreur de 2% signifie que la stabilisation n’est pas atteinte jusqu’à ce que le débit cesse de fluctuer au-delà de 2% du point de consigne. Les spécifications de précision pour les régulateurs de débit massique s’inscrivent généralement dans une plage de 0,5% à 2%, mais certaines spécifications définissent les marges d’erreur pour la stabilisation aussi haut que 10%. Chez Alicat, nous pensons que si votre débit est supposé avoir atteint son point de consigne désigné, vous devriez vous attendre alors à ce qu’il reste dans la marge précise d’erreur. Dans l’image de l’oscilloscope ci-dessous, une marge d’erreur de stabilisation de bon sens équivalente à la spécification de précision du régulateur (1% à pleine échelle) est atteinte après juste 27,6 ms.

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