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_бmin

R_л  > R_6min

  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____________

 
 

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. 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. 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.

 Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 9.

 

      Схема преобразователей Сапфир – 22 ДИ моделей 2151, 2161, 2171 представлена на рис.2.

      Мембранный тензопреобразователь 1 размещен внутри корпуса 2. Измеряемое давление подается в камеру 3 и воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Полость 4 сообщена с окружающей атмосферой.

      Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронное устройство 6.

      Наименование  преобразователя, модель, пределы измерений, пределы допускаемой основной погрешности  преобразователей Сапфир – 22 ДИ, указаны в табл.1.

Таблица 1