本文摘要
- 遲滯現象是指系統的狀態取決於其歷史變化，它會影響各種材料和技術，例如硬盤驅動器和磁場。
- 遲滯現象對於傳感器警報和流量計的準確測量和系統可靠性有顯著作用，可以提高系統穩定性並減少誤報。
一、什麼是遲滯現象？
遲滯現象(hysteresis)或稱遲滯效應、滯後現象，是一種系統的輸入和輸出關係依賴於系統歷史的現象。換句話說，系統的輸出不僅取決於當前的輸入，還取決於之前的輸入。
磁性材料的行為就是一個遲滯現象的例子。當磁場施加到磁性材料上時，該材料會被磁化。然而，當磁場消失後，材料並不會完全退磁。相反，它會保留一些磁性。這是因為材料中的磁疇被磁場排列，當磁場消失時它們不會恢覆到原來的狀態。在鐵電材料、形狀記憶合金和生物系統等其他系統中也觀察到了遲滯現象。
二、遲滯現象實現精確流量測量
具有遲滯現象的流量計傳感器可以提供比沒有遲滯現象的傳感器更準確和可靠的流量測量。遲滯現象是傳感器輸出依賴於其歷史的現象。 對於流量計來說，遲滯現象會導致輸出滯後於實際流量。 這可能會導致讀數不準確，尤其是在流量快速變化的情況下。
三、如何選擇最佳遲滯範圍
遲滯現象是傳感器輸入和輸出之間的非線性關係。對於流量計來說，遲滯現象會導致輸出滯後於實際流量。這可能會導致讀數不準確，尤其是在流量快速變化的情況下。
遲滯範圍是指傳感器的輸出表現出遲滯現象的輸入值範圍。最佳遲滯範圍是使傳感器輸出誤差最小的範圍。
可以參考以下因素來確定最佳遲滯範圍：
1. 應用的精度要求
2. 傳感器將暴露的輸入值範圍
3. 傳感器的成本
舉例：應用－流量計
- 精度要求： 流量必須準確測量到 ±5%。
- 傳感器將暴露的輸入值範圍： 0 LPM 至 1000 LPM。
- 傳感器的成本： 中等成本。
- 可設定最佳遲滯範圍： ±25 LPM。
在流量計應用中，精度要求是 ±5%，即流量計的輸出值與實際流量值的偏差不能超過 ±5%；傳感器將暴露的輸入值範圍表示流量計需要能夠測量 0 到 1000 LPM 之間的流量；此傳感器的成本是中等成本，流量計的製造商需要在成本和性能之間進行權衡，最佳遲滯範圍設定 ±25 LPM表示流量計的輸出值在 ±25 LPM 範圍內不會發生變化。
選擇 ±25 LPM 作為最佳遲滯範圍的原因是
1. 流量計需要較高的精度，因此遲滯範圍不能太大。
2. 傳感器成本中等，因此遲滯範圍不能太小。
如果遲滯範圍太小，流量計的輸出值會隨著流量的微小變化而變化，這會降低流量計的精度。如果遲滯範圍太大，流量計的輸出值可能會滯後於實際流量，這也會降低流量計的精度。
±25 LPM 的遲滯範圍可以兼顧流量計的精度和成本。它可以確保流量計的輸出值在 ±5% 的精度範圍內，同時也能降低流量計的成本。
在具體應用中，可以根據對精度、成本和響應時間的要求來調整遲滯範圍。例如，如果對精度要求更高，可以將遲滯範圍減小到 ±10 LPM。如果對成本要求更高，可以將遲滯範圍增加到 ±50 LPM。
其他流量計應用
以下是一些具體的例子：
- 化工廠： 化工廠中使用的流量計通常需要較高的精度，以確保生產過程的安全和穩定。因此，可以將遲滯範圍設置為 ±10 LPM。
- 水處理廠： 水處理廠中使用的流量計通常需要較低的成本，以降低運行成本。因此，可以將遲滯範圍設置為 ±50 LPM。
- 發電廠： 發電廠中使用的流量計通常需要較快的響應時間，以確保發電的安全和穩定。因此，可以將遲滯範圍設置為 ±25 LPM。
LORRIC 蹼輪流量計運用遲滯現象設定警示燈號的開關，使現場作業更順利
輸出與流量的關係- 原始訊號路徑(下圖藍線)，假設設定200Lpm 為紅色燈警示號開關的基準，0(open)為打開連接紅色燈號電路的開關，即紅色燈號熄滅，綠色正常燈號閃爍；1(close)為關閉連接紅色燈號電路的開關，即紅色燈號閃爍，綠色燈號熄滅。
若流量數據在 199 到 201 LPM之間擺動。如果沒有設定遲滯，當數值為199Lpm 時紅色燈號會熄滅；在201Lpm 時紅色燈號會閃爍，燈號便會一直閃爍、關閉、閃爍、關閉、、、等不斷變化，容易干擾現場作業。此時便可設一個遲滯百分比，假設10%，讓訊號必需在低於200LPM的10%，也就是 180 LPM才會恢復(下圖紅線)。相當於設一個緩衝區，數值在201時紅色燈號會閃爍，而當數值下降低於原本設定值的10%，即數值低於180Lpm 時，紅色燈號才會熄滅，恢復正常狀態的綠色燈號。