5.3 Выбор датчиков давления

Различают датчики и приборы для измерения давления в пределах от 0 до 1610⁷ Па, напора – до 5000 Па, разрежения – до 5000 Па и вакуума – до 0,1 МПа, а также разности (перепада) давления – до 0,13 МПа. Кроме этих основных характеристик, при выборе датчиков давления следует учитывать:

• характер изменения давления во времени (давление не изменяется, изменяется плавно и т.д.);

• датчик, в том числе приборного типа, должен быть таким, чтобы измеряемое давление находилось в пределах от последней трети диапазона измерения или шкалы;

• измеряемая среда не должна оказывать влияния на чувствительный элемент преобразователя.

5.3.1 Метрологический выбор средств измерения давления

Измеряемая величина – давление питательной воды Р_пв = 1,3 МПа. Предел измерения измерительного прибора 02,5 МПа. Альтернативные измерительные системы приведены в таблице 5.4.

Таблица 5.4 – Характеристики измерительных систем

Номер ИС	1		2
Наименование СИ	Тип СИ	Допускаемая погрешность γ, %	Тип СИ	Допускаемая погрешность γ, %
Первичный преобразователь	Метран-100-ДИ	±0,1	Метран-22-ДИ	±0,25
Блок питания	БПД-40	±0,1	БПД-40	±0,1
Вторичный прибор	Метран-900	±0,1	Метран-900	±0,1

Определяем предельную погрешность измерения давления ИС №1.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности первичного преобразователя типа Метран-100-ДИ, с пределом измерения 2,5 МПа равен:

_пп = γ_пп  (Р_к- Р_н) / 100, (5.20)

где Р_к = 2,5 МПа – верхний предел измерений,

Р_н = 0 МПа – нижний предел измерений,

γ_пп = ±0,1% – предел допускаемой основной погрешности первичного преобразователя,

_пп = 0.1 (2,5 - 0) /100 =  0,0025 МПа.

Относительная предельная погрешность измерения Р =1,3 МПа:

_пп =  (_пп /P)100 %, (5.22)

где Р = 1,3 МПа –измеряемое давление, МПа,

_пп = (0,0025/1,3)100 =  0,19 %.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности блока питания типа БПД-40 равен:

_бп =  (γ_бпР_к)/100, (5.23)

где γ_бп = ±0,1– предел допускаемой основной погрешности блока питания;

_бп = (0,12,5)/100 =  0,0025 МПа

или _бп = (_бп/Р)100 %, (5.24)

_бп = (0,0025/1,3)100 =  0,19 %.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности показаний многоканального регистратора Метран-900 с пределом измерения от 0 МПа до 2.5 МПа равен:

_вп = (γ_впР_к)/100, (5.25)

где γ_вп = ±0,1 – предел допускаемой основной погрешности вторичного преобразователя;

_вп = (0,12,5)/100 = 0,0025 МПа

или _вп = (_вп/Р)100 %, (5.26)

где Р = 1,3 МПа – измеряемое давление,

_вп = (0,0025/1,3)100% =  0,19 %.

Предельная относительная погрешность показаний для ИС № 1:

(5.27)

что соответствует _ис1 = (Р  _ис1) / 100, (5.28)

_ис1 =  (1,3  0,33) / 100 =  0,0043 МПа.

Определяем предельную погрешность измерения давления ИС №2.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности первичного преобразователя типа Метран-22-ДИ, с пределом измерения 2,5 МПа равен:

_пп = γ_пп  (Р_к- Р_н) / 100, (5.29)

где Р_к = 2,5 МПа – верхний предел измерений,

Р_н = 0 МПа – нижний предел измерений,

_пп = 0.25 (2,5 - 0) /100 =  0,00625 МПа.

Относительная предельная погрешность измерения Р =1,3 МПа:

_пп =  (_пп /P)100 %, (5.30)

_пп = (0,00625/1,3)100 =  0,48 %.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности блока питания типа БПД-40 равен:

_бп =  (γ_бпР_max)/100, (5.31)

где γ_бп – предел допускаемой основной погрешности блока питания;

_бп = (0,12,5)/100 =  0,0025 МПа

или _бп = (_бп/Р)100 %, (5.32)

_бп = (0,0025/1,3)100 =  0,19 %.

Предел допускаемой основной абсолютной погрешности показаний многоканального регистратора Метран-900 с пределом измерения от 0 МПа до 2.5 МПа равен:

_вп = (γ_впР_к)/100, (5.33)

где γ_вп – предел допускаемой основной погрешности;

_вп = (0,12,5)/100 = 0,0025 МПа

или _вп = (_вп/Р)100 %, (5.34)

где Р = 1,3 МПа – измеряемое давление,

_вп = (0,0025/1,3)100% =  0,19 %.

Предельная относительная погрешность показаний для ИС № 2:

(5.35)

что соответствует

_ис1 = (Р  _ис2) / 100, (5.36)

_ис1 =  (1,3  0,55) / 100 =  0,0072 МПа.

Полученные результаты расчета предельной абсолютной погрешности по двум измерительным системам давления сведем в таблицу 5.5.

Таблица 5.5 – Результаты расчета предельной абсолютной погрешности показаний ИС давления питательной воды (Р=1,3 МПа)

Номер ИС	Типы СИ, входящих в ИС	иу, МПа	Интервал показаний давления, МПа
1	Метран-100-ДИ+БПД-40 +Метран-900	0,0043	1,29571,3043
2	Метран-22-ДИ+БПД-40 +Метран-900	0,0072	1,29281,3072

Вывод: согласно таблице 5.5, предельная абсолютная погрешность измерительной системы №1 меньше, чем у измерительной системы №2. Следовательно, по метрологическим показателям, учитывая важность более точного измерения данного параметра, в проекте используем измерительную систему №1.