Изучение приборов для измерения температуры. Термометры сопротивления. Электронный автоматический мост

 

      Каждый  преобразователь имеет корректор «нуля» и корректор диапазона. Корректор «нуля» позволяет устанавливать значение выходного сигнала, соответствующее нижнему предельному значению измеряемого параметра. Корректор диапазона позволяет устанавливать верхнее предельное значение и может быть перенастроен на любой верхний предел измерений, указанный для данной модели (табл.1).

      Зависимость между выходным сигналом и измеряемым параметром для преобразователей с возрастающей характеристикой выходного сигнала 4-20 мА определяется по формуле:

      где  I_p - расчетное значение выходного сигнала, соответствующее измеряемому параметру Р, мА;

Р – значение измеряемого параметра  МПа или кгс/см²;

Р_max – верхний предел измерений, Мпа или кгс/см²;

I_max – верхнее предельное значение выходного сигнала, мА;

I_o – нижнее предельное значение выходного сигнала, мА.

      Расчетные значения выходного сигнала (U_p), выраженные в напряжении постоянного тока определяют по формуле:

      где R_об – значение образцового сопротивления, Ом.

 
 
 

2. Проведение  поверки
2. Условия поверки

      При проведении внешнего осмотра должно быть установлено соответствие преобразователей следующим требованиям:

1. проверяемые преобразователи не должны иметь повреждений, препятствующих их применению;
2. при периодической проверке преобразователь должен иметь паспорт или документ его заменяющий;
3. маркировка преобразователей должна соответствовать данным, указанным в паспорте;
4. температура окружающего воздуха (23±2)⁰С;
5. относительная влажность окружающего воздуха от 30 до 80 %.

      Работоспособность преобразователя проверяют, изменяя  измеряемое давление от нижнего предельного значения до верхнего. При этом должно наблюдаться изменение выходного сигнала.

      Определение герметичности преобразователей «Сапфир – 22 ДИ» производят при подаче в измерительную камеру избыточного давления, соответственно равных верхнему пределу измерений.

      Преобразователь считают герметичным, если после  перекрытия канала, подводящего давление, и после трехминутной выдержки под давлением (разряжением) указанным выше, в течение последующих 2 мин. не наблюдается изменение выходного сигнала. При арбитражных поверках время выдержки должно быть соответственно 15 и 10 мин. [2].

 
 
 

2.2. Определение основной погрешности и вариации выходного сигнала

      Основную  погрешность определяют следующими способами:

1. по образцовому прибору на входе преобразователя устанавливают измеряемый параметр, равный номинальному, а по другому образцовому прибору измеряют выходной сигнал преобразователя;
2. по образцовому прибору на выходе преобразователя устанавливают расчетное значение выходного сигнала, соответствующее номинальному значению измеряемого параметра, а по другому образцовому прибору измеряют действительное значение измеряемого параметра;
3. сравнением выходных сигналов проверяемого и образцового преобразователей.

           При проведении поверки  применяются следующие средства:

1. манометр грузопоршневой МП-60 I и II разряда (ГОСТ 8291-83), с пределом допускаемой основной погрешности 0,05% от измеряемого давления в диапазоне измерений от 0,6 до 6 МПа;
2. магазин сопротивлений Р33 (ГОСТ 23737-79), класс точности 0.2, сопротивление до 99999,9 Ом;
3. цифровой вольтметр Щ4313, класс точности 0,015, верхний предел измерений 5 В;
4. блок питания 22 БП-36, обеспечивающий напряжение постоянного тока (36±0,72) В.

      Схема включения приборов для измерения  выходного сигнала для проведения поверки преобразователей приведена на рис.3 и 4.

 

      Рис.3. Схема включения преобразователя  с предельными значениями выходного сигнала 4 и 20 мА при измерении выходного сигнала в мА:

      ПР  – преобразователь «Сапфир – 22 ДИ»;

      П – источник питания постоянного  тока (22 БП-36);

      R₁ – магазин сопротивлений Р33;

      ИП  – вольтметр цифровой Щ4313;

      Р – измеряемое давление.

 
 

      Рис.4. Схема включения преобразователя с предельными значениями выходного сигнала 4 и 20 мА при измерении выходного сигнала по падению напряжения на образцовом сопротивлении:

      R₂ – магазин сопротивлений Р4831;

      остальное – тоже, что и на рис.3.

 

      При выборе образцовых средств для определения погрешности проверяемого преобразователя должны быть соблюдены следующие условия:

1. при определении значений выходного сигнала в мА

   где Δ_р – предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора, контролирующего входной параметр при давлении или разряжении, равном верхнему пределу измерений поверяемого преобразователя, в тех же единицах, что и Р_max;

       Р_max – верхний предел измерений поверяемого преобразователя; МПа (кгс/см²);

       Δ₁ - предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора, контролирующего выходной сигнал при верхнем предельном значении выходного сигнала поверяемого преобразователя, мА;

       I_max – верхнее предельное значение выходного сигнала, мА;

       I_o – нижнее предельное значение выходного сигнала, мА (I₀=0 – для преобразователей с выходными сигналами 0-5 и 0-20 мА; I₀=4 мА - для преобразователей с выходными сигналами 4 и 20 мА);

       γ – предел допускаемой основной погрешности  проверяемого преобразователя, %;

       С – коэффициент равный ¼. [2].

2. при определении значений выходного сигнала в мВ по падению напряжения на образцовом сопротивлении

   где Δ_u – предел допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора, контролирующего выходной сигнал при верхнем предельном значении выходного сигнала поверяемого преобразователя, в тех же единицах, что и U_max;

         U_max  и U_o – соответственно верхнее и нижнее предельное значение выходного сигнала, определяемые по формулам:

   

      Δ_R – предел допускаемой абсолютной погрешности образцового сопротивления R_об;

      R_об – значение образцового сопротивления, Ом (от 100 до 1000 Ом – для преобразователей с предельными значениями выходного сигнала 0 и 20 или 4 и 20 мА).

      Основную  погрешность преобразователя определяют сравнением действительных значений выходного сигнала с расчетными, определенными по формуле (1).

      В процессе поверки определяются следующие  виды погрешностей:

1. абсолютная – разность между действительными значениями выходного сигнала I_i (мА) и расчетными значениями I_p:

2. относительная – абсолютная погрешность в % к  расчетному значению выходного сигнала

3. приведенная – абсолютная погрешность в % от разности между верхним и нижним значениями выходного сигнала

      Вычисления  проводят с точностью до второго  знака после запятой.

      Приведенная погрешность преобразователя при  периодической поверке не должна превышать предела допускаемой  основной погрешности поверяемого  преобразователя γ_п (табл.1).

      Основную  погрешность определяют не менее чем на пяти значениях измеряемой величины, достаточно равномерно распределенных в диапазоне измерения, в том числе при значениях измеряемой величины, соответствующих нижнему и верхнему предельным значениям выходного сигнала.

      Основную  погрешность определяют при значении измеряемой величины, полученной при приближении к нему как от меньших значений, так и от больших к меньшим (при прямом и обратном ходе).

      Перед поверкой при обратном ходе преобразователь  выдерживают в течение 5 минут под воздействием верхнего предельного значения измеряемого параметра, соответствующего предельному значению выходного сигнала.

      Вариация  выходного сигнала определяется как разность между значениями выходного сигнала, соответствующими одному и тому же значению измеряемого параметра, полученными при прямом и обратном ходе.

      где I₁ и I₂ – действительные значения выходного сигнала соответственно при прямом и обратном ходе, мА.

      Вариация  выходного сигнала в % от нормирующего значения вычисляют по формуле:

      Вариация  выходного сигнала, определяемая при  каждом поверяемом значении измеряемого параметра, кроме значений, соответствующих нижнему и верхнему пределах измерений, не должна превышать значения, указанного в ГОСТ 22520-84 и ТУ 25-7431.001-86.

      Дополнительная  погрешность преобразователей, вызванная  изменением температуры окружающего воздуха, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала на каждые 10 ⁰С не превышает значений γ, определяемых формулой

      где γ_t – принимает значения:

      ±0,25% для преобразователей со значением |γ|, равным 0,25;

      ±0,45%  для преобразователей со значением |γ|, равным 0,5;

      ±0,65% для преобразователей со значением |γ|, равным 1,0;

      Р_max – максимальный верхний предел измерений для данной модели преобразователя;

      Р_i – действительное значение верхнего предела измерений.

Оформление  отчета

      Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. описание принципа действия, устройство преобразователей    Сапфир – 22 ДИ, техническую характеристику;
2. схему включения приборов для проведения поверки преобразователя;
3. определение основной и дополнительной погрешности;
4. протокол поверки;
5. выводы о пригодности поверяемого преобразователя к дальнейшей эксплуатации.

 
 
 
 

ПРОТОКОЛ  ПОВЕРКИ

Модель

Верхний предел измерений, (МПа)

Предел  допускаемой основной погрешности, ± %

Вариация  выходного сигнала не превышает

абсолютного значения предела абсолютной