Изучение приборов для измерения температуры. Термометры сопротивления. Электронный автоматическ (стр. 2 из 6)

При измерении Rtmax движок реохорда должен находиться в точке а", соответствующей концу шкалы. При этом равновесие измерительной схемы соблюдается при выполнении следующего равенства:

R₂ •(R_tmax +R₃ +R_л) = (R₁ +R_Л)-(R_н + Rnp) (2)

Вычитая из условия (1) равенство (2), получим:

R₂*(R_tmax - R_tmin)= (R₁ + R₂ + R_л) • R_np

откуда:

Из уравнения (З) следует, что разность сопротивлений термометра, соответствующих верхнему и нижнему пределам шкалы, равная пределам измерения прибора, пропорциональна величине приведенного сопротивления реохорда. Следовательно, изменение пределов измерения прибора может быть осуществлено изменением величины приведенного сопротивления реохорда R_np, состоящего из трех параллельно включенных сопротивлений R_P, R_ш, R_K и определяемого по уравнению:

(4)

В автоматических электронных равновесных постах сопротивления реохорда и его шунта - величины постоянные и равные R_P = 258 Ом, а R_ш =137 Ом. Поэтому подгонка сопротивления R_np до требуемого значения, определяемого уравнением (3), осуществляется изменением величины сопротивления R_K, которую можно найти из уравнения (4)

Из уравнения (1) определяем величину сопротивления R_H, предназначенного для подгонки нижнего предела измерения прибора:

R₁= R₂ = 200 Ом, R₃ = 4,4 Ом, R_л= 2,5 Ом

Максимальная величина тока, протекающая через термометр сопротивления определяется по уравнению:

где U_max максимальное напряжение на зажимах питания измерительной схемы моста. 6,3B = U_max

Максимально допустимая величина тока, исключающая самонагрев термометра равна 7-8 мА. При прочих равных условиях величина I_max зависит от величины R6, определяемой по уравнению:

Максимальное значение сопротивления R_б рассчитывается по уравнению (7) при I_max = 7 мА. Действительное значение сопротивления должно превышать R_б_min

R_л > R₆_min

Полученные в результате расчета пределы измерения шкалы прибора могут несколько отличаться от заданных, так как сопротивления нерабочих витков реохорда и соединительных проводов при расчете не учитывались.

ПОВЕРКА ЭЛЕКТРОННОГО АВТОМАТИЧЕСКОГО МОСТА КСМ2

Блок-схема установки для проверки и градуировки прибора КСМ2-070 приведена на рис.6

Рис.6

r_h - магазин сопротивлений, заменяющий сопротивление

r_k - магазин сопротивлений, заменяющий сопротивление

R_t - магазин сопротивлений, имитирующий термосопротивление.

1. Установить на магазине сопротивлений R_K величину 71,3.

2. Установить на магазине сопротивлений R_H величину 13,2.

3. Установить на магазине сопротивлений R_t величину 5 Ом.

4. Пользуясь магазином сопротивлений R_t, плавно подвести стрелку прибора к
нулевой отметке на шкале.

5. Произвести проверку всех оцифрованных делений шкалы при
возрастающих и убывающих значениях сопротивлений.

6. По результатам измерений заполнить протокол, используя следующие
формулы:

а) абсолютная погрешность = R_t_изм - R_t_ист

б) приведенная погрешность

в) относительная погрешность

г) вариация В = R_t_изм пр. х - R_t_изм. обр. х.

ПРОТОКОЛ

200 г.

Поверки_______________________

наименование прибора

Пределы измерений___________

Образцовые приборы:

Тип

, тип

_, класс точности

Верхний предел измерений____________________

, класс точности____________

Проверяемое значение измеряемой величины, ° С	Расчетное значение входного сигнала, R_t , Ом	Действительное значение входного сигнала, R_c , Ом		Погрешность проверяемого прибора в процентах нормирующего значения или в единицах измерения	Вариация В,%
		При пр. ходе	При обр. ходе

Предел допускаемой приведенной погрешности, % =0,5
Наибольшая погрешность показаний, %
Допускаемая вариация, % (это берется 0.5 цены деления)

Наибольшая вариация, % Прибор годен, забракован (указать причину).

СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

1. Краткое описание и принцип действия электронного автоматического
моста КСМ2, его электрическая схема.

2. Расчет параметров измерительной схемы моста.

3. Протокол поверки шкалы прибора в пределах 0 - 100 °С.

4. Зарисовка новой шкалы прибора.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Принцип действия и устройство термометров сопротивления.

2. Материал для изготовления термометров сопротивления и требования к
ним.

3. Типы стандартных термометров сопротивления.

4. Градуировочные таблицы.

5. Двухпроводные и трехпроводные линии связи.

6. Электрическая схема электронного автоматического моста типа КСМ.

7. Подгонка линий связи между термометром сопротивления и вторичным
прибором.

8. Поверка и градуировка, класс точности и основные погрешности приборов.

9. Внутреннее устройство приборов КСМ2 и КСМ4.

ЛИТЕРАТУРА

1. Исакович Р.Я. Технологические измерения и приборы. - Недра: М.-1978.

2. Чистяков С.Ф., Радун Д.В. Технологические измерения и приборы - М.:
Высшая школа. 1972.

3. Дианов В.Г. Автоматизация процессов в нефтеперерабатывающей и
нефтехимической промышленности - М.: Химия, 1968.

4. Автоматизация и средства контроля производственных процессов.
Справочник, кн. 4.М.: Недра, 1979.

5. Справочник по поверке и наладке приборов - Киев: Техника. 1981.

Федеральное агентство по образованию

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

"ВЛАДИМИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ''

Кафедра «Автоматизация технологических процессов»

Лабораторная работа №2

Изучение приборов для измерения давления

(ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ САПФИР 22 ДИ)

по дисциплине «Технические измерения и приборы»

Выполнил ст. гр. Зау-109

Никитин Е.А.

Проверил Асс. каф. АТП

Шлегель А.Н.

Владимир 2011 г.

Цель работы: изучение принципа действия и устройства преобразователей Сапфир – 22 ДИ. Проведение поверки преобразователя.

Измерительный преобразователь Сапфир – 22 ДИ

1.1. Назначение

Преобразователи предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра – давления избыточного в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи.

Преобразователи относятся к изделиям ГСП. Преобразователи являются сейсмостойкими, выдерживают сейсмические нагрузки в 9 баллов на высоте 20 м. Преобразователи предназначены для работы с вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного входного сигнала 0-5 или 4-20 мА постоянного тока.

Электрическое питание преобразователей осуществляется от источника питания постоянного тока напряжением (36±0,72) В. степень защиты преобразователей от воздействия пыли и воды IP – 2 по ГОСТ 14254-80. По устойчивости к механическим воздействиям преобразователь соответствует виброустойчивому исполнению 2 по ГОСТ 17167-71. Вероятность безотказной работы не менее 0.97 за 2000 ч. средний срок службы не менее 12 лет [1].

1.2. Устройство и работа измерительных преобразователей

Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства.

Измеряемое давление воздействует на мембрану тензопреобразователя измерительного блока, вызывает линейную деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя.

Электронное устройство датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал.

Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами («кремний на сапфире»), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

Схема преобразователей Сапфир – 22 ДИ моделей 2150, 2160, 2170 представлена на рис.1.

Мембранный тензопреобразователь 1 размещен внутри основания 2. Внутренняя полость 3 тензопреобразователя заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 4, которая приварена к основанию 2 по наружному контуру. В камеру 5 фланца 6 подается измеряемое давление. Фланец уплотнен прокладкой 7. Полость 8 сообщена с окружающей средой. Измеряемое давление воздействует на металлическую мембрану 4 и через жидкость действует на мембрану тензопреобразователя. В результате мембрана тензопреобразователя прогибается, что вызывает изменение сопротивления тензорезисторов.