Сапфир 22М, Метран 22М, 50 DPP, 50 DPF, WIKA тип
ЭЛЕКТРОННЫЕ ДАТЧИКИ
Датчики давления и разности давлений
Датчики давления и разности давлений (далее - преобразователи) представлены следующими типами:
n модель Сапфир 22М
n модель Метран 22М
n модель 50DPP, 50DPF фирмы
n модель фирмы WIKA
n модель фирмы YOKOGAWA
Преобразователи предназначены для непрерывного или дискретного измерения абсолютного, избыточного давлений, давления разрежения, и разности давлений в унифицированный токовый сигнал.
Преобразователи указанных типов позволяют измерять давление в диапазоне от –0,1 МПа абсолютного давления до 1000 МПа избыточного давления.
Предел допускаемой основной погрешности измерения от 0,2 % (фирма YOKOGAWA) до 1,0 % (Сапфир 22М датчик 2184 избыточное давление до 1000 МПа).
Дополнительная погрешность, вызванная изменением окружающей температуры, у моделей разного поколения отличается довольно существенно. Так дополнительная температурная погрешность преобразователя Сапфир 22М-ДД модель 2430 (наиболеераспространенная на ОАО “Каустик ”) с пределом измерения от 6,3 КПа до 40 КПа составляет 0,93 % (максимальная !!!) на каждые 10 °С при допускаемой основной погрешности 0,5% и текущим пределом измерения 6,3 КПа. Современный преобразователь фирмы YOKOGAWA имеет дополнительную температурную погрешность 0,083 % на каждые 10 °С при допускаемой основной погрешности 0,2 %. Такой высокий показатель обеспечивается наличием встроенного в измерительный блок полупроводникового датчика температуры (диод, транзистор (свойство p-n перехода)). Измерительная микропроцессорная система преобразователя корректирует температурную погрешность измерительного блока в соответствии с сигналом датчика температуры.
|
|
|
Измерение давления основано на физических свойствах некоторых материалов:
- изменения электрического сопротивления при деформации – тензоэффект.
- возникновение разницы потенциалов при деформации – прямой пьезоэффект.
Состав и работа преобразователя
На основе модели Сапфир 22М
Измерительная часть преобразователя – чувствительный элемент, состоящий из пластины монокристаллического сапфира с кремниевыми тензорезисторами (полупроводниковый тензорезистор). Пластина прочно соединена с металлической мембраной тензопреобразователя. Внутренняя полость заполнена кремнийорганической жидкостью, передающей внешнее воздействие от разделительной гофрированной мембраны на мембрану тензопреобразователя. Результатом является изменение сопротивления тензорезисторов. Тензорезисторы измерительного блока соединены по мостовой схеме, питание тензомоста осуществляется источником тока (генератором тока) с номинальным напряжением питания 6В (см. блок схему). Сигнал рассогласования с измерительного тензомоста, в зависимости от типа датчика до 250 мВ, поступает на вход дифференциального каскада обеспечивающего высокую термостабильность усилителя, усиливается до нормализованного уровня. В состав усилителя входят следующие блоки компенсации погрешности:
|
|
|
- компенсации нелинейности тензомоста
- компенсация температурной погрешности диапазона (электронной части)
- компенсация температурной погрешности нуля (электронной части)
Преобразователь напряжение-ток формирует выходной унифицированный токовый сигнал 0-5мА , 0-20мА и 4-20мА, а также содержит элементы настройки диапазона и нуля. Напряжение питания преобразователя 24В или 36В постоянного тока. При напряжении питания 24В максимальное сопротивление нагрузки не более 500 Ом.
Схема структурных соединений блоков представлена на Рис.1
 |
|
|
|
Рис. 1 Структурная блок схема преобразователей типа
Сапфир 22М, Метран 22М, 50 DPP, 50 DPF, WIKA тип
Датчики фирмы YOKOGAWA тип представляют собой высокоточные измерительные преобразователи давления в унифицированный выходной сигнал 4-20мА, и что важно поддерживают один из сетевых протоколов HART , который позволяет создать автоматизированную систему управления и сбора информации на уровне лаборатории, цеха, предприятия. Сетевой протокол HART использует последовательный двунаправленный асинхронный способ передачи данных по двухпроводной линии связи, используя, для повышения помехозащищенности на линии, частотную модуляцию сигнала. Скорость передачи регламентирована 19,2 Кбод/сек.
Структурная схема преобразователя представлена на Рис. 2 .
 |
Рис.2 Структурная блок схема преобразователя
Тип фирмы YOKOGAWA
Краткое назначение блоков схемы:
n Измерительный блок состоит из:
- измерительного преобразователя
- датчика температуры
- АЦП
n Процессорной системы на базе микроконтроллера:
- микроконтроллер
- контроллер HART
- ЦАП
Измерительный преобразователь используя либо тензоэффект либо прямой пьезоэффект, формирует линейный выходной сигнал пропорционально измеряемому давлению. Датчик температуры отслеживает температуру измерительного блока , для дальнейшей коррекции . АЦП преобразует аналоговый сигнал измерительного преобразователя и сигнала с датчика температуры в цифровой код. Далее код с АЦП читает микроконтроллер и выполняет лианеризацию измерительного преобразователя. Управление всеми узлами преобразователя осуществляет микроконтроллер. Для формирования выходного токового сигнала 4-20 мА используется ЦАП. Контроллер HART осуществляет связь с удаленным терминалом по последовательному каналу.
|
|
|
Дата добавления: 2023-01-08; просмотров: 39; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!