МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ

УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫЙ (МАМИ)»

Институт инженерной экологии и химического машиностроения

Кафедра: «Полимерное машиностроение»

Курсовая работа

По дисциплине: «Система управления химико-технологическими процессами»

На тему: «Датчики и КиП в промышленности России»

Выполнил: Ластухина Е.И.

Специальность: ХЗ4-З-ОС

Шифр: 411057

Принял: Бажко Г.В.

Москва 2014

Содержание

Введение 3

Классификация датчиков 5

Контрольно – измерительные приборы. Их классификация. 8

Основные характеристики контрольно-измерительных приборов. 10

Контроль измерительных приборов 13

Монометры 18

Уровнемер 19

Расходомер 21

Список использованной литературы 27

Введение.

Датчик – это самостоятельное конструктивно автономное средство измерений, размещаемое в месте отбора информации, исполняющее функцию первичного преобразователя измеряемой величины в электрическую или электромагнитную величину,  состоящее из минимально необходимого числа звеньев преобразования измеряемой величины, обладающее однозначной функцией преобразования и требуемыми для данных целей измерений взаимосогласованными (непротиворечивыми) метрологическими и надёжностными характеристиками.

В настоящее время различные датчики широко используются при построении систем автоматизированного управления.

Датчики являются элементом технических систем, предназначенных для измерения, сигнализации, регулирования, управления устройствами или процессами. Датчики преобразуют контролируемую величину (давление, температура, расход, концентрация, частота, скорость, перемещение,напряжение, электрический ток и т. п.) в сигнал (электрический, оптический, пневматический), удобный для измерения, передачи, преобразования, хранения и регистрации информации о состоянии объекта измерений.

Исторически и логически датчики связаны с техникой измерений и измерительными приборами, например термометры, расходомеры, барометры, прибор «авиагоризонт» и т. д. Обобщающий термин датчик укрепился в связи с развитием автоматических систем управления, как элемент обобщенной логической концепции датчик — устройство управления — исполнительное устройство — объект управления. В качестве отдельной категории использования датчиков в автоматических системах регистрации параметров можно выделить их применение в системах научных исследований и экспериментов.

Широко встречаются следующие определения:

- чувствительный элемент, преобразующий параметры среды в пригодный для технического использования сигнал, обычно электрический, хотя возможно и иной по природе, например — пневматический сигнал;

- законченное изделие на основе указанного выше элемента, включающее, в зависимости от потребности, устройства усиления сигнала, линеаризации, калибровки, аналого-цифрового преобразования и интерфейса для интеграции в системы управления. В этом случае чувствительный элемент датчика сам по себе может называться сенсором.

- датчиком называется часть измерительной или управляющей системы, представляющая собой конструктивную совокупность измерительных преобразователей, включающую преобразователь вида энергии сигнала, размещенную в зоне действия влияющих факторов объекта и воспринимающий естественно закодированную информацию от этого объекта.

- датчик — конструктивно обособленная часть измерительной системы, содержащая один или несколько первичных преобразователей, а также один или несколько промежуточных преобразователей.

Эти определения соответствуют практике использования термина производителями датчиков. В первом случае датчик это небольшое, обычно , например, терморезистор, фотодиод и т. п., которое используется для создания более сложных электронных приборов. Во втором случае — это законченный по своей функциональности прибор, подключаемый по одному из известных интерфейсов к системе автоматического управления или регистрации. Например, фотодиоды в матрицах (фото) и др. В третьем и четвёртом определении акцент делается на том, что датчик является конструктивно обособленной частью измерительной системы, воспринимающей информацию, а следовательно обладающий самодостаточностью для выполнения этой задачи и определенными метрологическими характеристиками.

Применение датчиков

В последнее время в связи с удешевлением электронных систем всё чаще применяются датчики со сложной обработкой сигналов, возможностями настройки и регулирования параметров и стандартным интерфейсом системы управления. Имеется определённая тенденция расширительной трактовки и перенесения этого термина на измерительные приборы, появившиеся значительно ранее массированного использования датчиков, а также по аналогии — на объекты иной природы, например, биологические. Понятие датчика по практической направленности и деталям технической реализации близко к понятиям измерительный инструмент и измерительный прибор, но показания этих приборов в основном читаются человеком, а датчики, как правило, используются в автоматическом режиме.

1. Классификация датчиков

Классификация по виду выходных величин, в которую преобразуется входная величина:

- Неэлектрические

- Электрические

Классификация по измеряемому параметру:

Датчики давления

- абсолютного давления

- избыточного давления

- разрежения

- давления-разрежения

- разности давления

- гидростатического давления

Датчики расхода

- механические счетчики расхода

- перепадомеры

- ультразвуковые расходомеры

- электромагнитные расходомеры

- кориолисовые расходомеры

- вихревые расходомеры

Уровня

- поплавковые

- ёмкостные

- радарные

- ультразвуковые

Температуры

- термопара

- термометр сопротивления

- пирометр

- датчик теплового потока

Датчик концентрации

- кондуктометры

Радиоактивности (также именуются детекторами радиоактивности или излучений)

Ионизационная камера

Датчик прямого заряда

Перемещения

- абсолютный шифратор

- относительный шифратор

- LVDT

Положения

- контактные

- бесконтактные

Фотодатчики

- фотодиод

- фотосенсор

Датчик углового положения

- с

- преобразователь угол-код

- RVDT

Датчик вибрации

- датчик Пьезоэлектрический

- датчик вихретоковый

Датчик механических величин

- датчик относительного расширения ротора

- датчик абсолютного расширения

Датчик влажности

Датчик дуговой защиты

Классификация по принципу действия.

- оптические датчики (фотодатчики)

- магнитоэлектрический датчик (На основе эффекта Холла)

- пьезоэлектрический датчик

- тензо преобразователь

- ёмкостной датчик

- потенциометрический датчик

- индуктивный датчик

Классификация по характеру выходного сигнала

- Аналоговые

- Цифровые

- Импульсные

- Классификация по среде передачи сигналов

- Проводные

- Беспроводные

Классификация по количеству входных величин

- Одномерные

- Многомерные

Классификация по технологии изготовления

- Элементные

- Интегральные

- Измерительный преобразователь

- Аварийная защита

- Шариковый сенсор

- Печатная электроника

Итак, о нескольких контрольно – измерительных приборах.

2. Контрольно – измерительные приборы. Их классификация.

Контрольно-измерительные приборы можно классифицировать по следующим основным признакам: по роду измеряемой величины, способу получения информации, метрологическому назначению, расположению.

По роду измеряемой величины различают приборы для измерения температуры, давления, количества и расхода, уровня, состава, состояния вещества.

По способу получения информации приборы подразделяются на показывающие, регистрирующие, сигнализирующие, компарирующие, регулирующие.

Показывающие приборы дают возможность наблюдателю получать значение измеряемой величины в момент измерения на отсчетном устройстве (шкале с цифровым указателем, пере с диаграммой). Значительное распространение получили шкаловые отсчетные устройства, основными элементами которых являются шкала и указатель. На шкалу наносятся вдоль прямой линии или по дуге окружности отметки с цифрами, соответствующими значениям измеряемой величины. Отметка наименьшего значения величины является началом шкалы, наибольшего - концом шкалы. Разность между началом и концом называется диапазоном шкалы. Расстояние между двумя отметками называется делением шкалы, а значение одного деления - ценой. Шкалы, у которых длина и цена деления не изменяются на всем диапазоне, называются равномерными, а шкалы с различными длиной и ценой делений - неравномерными.

Шкалы делятся на одно- и двусторонние. В первых нулевая отметка совпадает с началом или концом шкалы, во вторых отметки расположены по обе стороны от нуля.

Наряду со шкаловыми отсчетными устройствами применяются цифровые отсчетные устройства, позволяющие получать результат измерений в виде числового значения измеряемой величины. Они значительно снижают количество грубых ошибок при считывании и ускоряют отсчет показаний приборов.

Показывающие приборы составляют наиболее многочисленную группу приборов, получивших широкое распространение в технологических измерениях параметров процессов пищевых производств.

Регистрирующие приборы служат для автоматической записи результатов измерения на специальной бумажной ленте или диске (диаграммах). Запись на диаграмме производится пером в виде непрерывной линии или периодически печатающим механизмом и показывает изменение контролируемой величины во времени. По записи показаний можно провести последующий анализ результатов измерений за некоторый промежуток времени. Они позволяют контролировать работу персонала, управляющего технологическими процессами, помогают производить настройку регуляторов.

Регистрирующие приборы имеют особо важное значение для таких измерений, где необходимо знать изменение контролируемого параметра в течение всего процесса, например температуру теплоносителя при дистилляции.

Сигнализирующие приборы имеют специальные устройства для включения звуковой или световой сигнализации, когда измеряемая величина достигает значения, вызывающего нарушение заданных технологических параметров.

Суммирующие приборы показывают суммарное значение величины за весь промежуток времени. В этих приборах счетчики встраиваются в один корпус с показывающим или самопишущим прибором и имеют с ним одну общую измерительную систему.

Компарирующие приборы служат для сравнения измеряемой величины с соответствующими мерами. Примером могут служить рычажные весы с гирями.

Регулирующие приборы снабжены устройствами для автоматического регулирования по значениям измеряемой величины.

По метрологическому назначению приборы делятся на рабочие, образцовые и эталонные.

Рабочие приборы подразделяются на технические и лабораторные. Первые предназначены для практических целей измерения, при этом определенная их точность гарантируется заводом-изготовителем. Поправки в их показания обычно не вносятся. Лабораторные отличаются большей точностью, так как в них учитываются ошибки измерения. Они более совершенны по конструкции. Лабораторные приборы используются для поверки технических приборов и контроля продукции.

Образцовые приборы служат для поверки рабочих приборов.

Эталонные приборы предназначены для воспроизведения единицы измерения с наивысшей достижимой точностью.

По расположению различают приборы местные и дистанционные.

Местные приборы устанавливаются непосредственно на объекте или вблизи него (например, стеклянные термометры, ареометры).

Дистанционные приборы служат для передачи измеряемого параметра на расстояние. Они состоят из первичного и вторичного приборов.