Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология и измерительная техника на базе измерительных преобразователей «Корунд». Практикум
.pdf
10
6
9
7
8
5
4
3
2
1
Рис. 2.3.1. Схема преобразователя «Корунд – ДИ»:
1 – штуцер; 2 – рабочая полость; 3 – металлическая
мембрана; 4 – сапфировая подложка с резисторами;
5 – кожух; 6 – крышка; 7, 8 – потенциометры; 9 – разъём; 10 –
заглушка
31
Датчик мембранно-рычажного типа (4, 5 и 6)
преобразователя «Корунд – ДД» размещён внутри основания
9 в замкнутой полости 11, заполненной кремний-
органической жидкостью, и отделён от измеряемой среды
металлическими полированными гофрированными мембранами 8. Мембраны 8 приварены по наружному контуру к
основанию 9, а левая мембрана соединена с центральным
штоком 6. Этот шток (нем. Stok – палка, ствол) связан с
помощью тяги 5 с концом рычага тензопреобразователя 4, на
который нанесена сапфировая под-ложка. Фланцы (нем.
Flansch) 10 уплотнены прокладками 3. Воздействие
измеряемой разности давлений (большее подаётся в камеру 7,
меньшее – в камеру 12) вызывает деформацию мембран 8,
изгиб мембраны тензопреобразователя 4 и изменение
сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от
тензопреобразователя передаётся из измерительного блока в
электронное устройство 1 по проводам через гермоввод 2 и
преобразуется в унифицированный токовый сигнал.
Измерительный блок выдерживает без разрушения
воздействие односторонней перегрузки избыточным
давлением от 0,1 до 25 МПа в зависимости от модификации.
Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из
мембран 8 ложится на профилированную поверхность
основания 9.
Внешний вид преобразователя разности давлений
«Корунд – ДД» модели 105, 106 представлен на рис. 2.3.3.
32
1
2
3
4
12
5
8 6
11 7
9 10
Рис. 2.3.2. Схема преобразователя разности давлений
«Корунд – ДД» модели 101, 102, 103, 104:
1 – электронное устройство; 2 – гермоввод; 3 – про-кладка;
4 – тензопреобразователь; 5 – тяга; 6 – шток; 7 – « +» камера;
8 – мембрана; 9 – основание;
10 – фланец; 11 – замкнутая полость; 12 – «-» камера
33
1
2
4
10
9 5
6
7
3
8
Рис. 2.3.3. Схема преобразователя разности давлений
“Корунд – ДД” модели 105, 106:
1 – электронное устройство; 2 – гермоввод; 3 – про-кладка;
4 – тензопреобразователь; 5 – «+» камера; 6, 10 – внутренние
полости; 7 – мембрана; 8 – корпус; 9 – фланец;
11 – «-» камера
34
Датчик 4 мембранно-рычажного типа размещён внутри
корпуса 8 и отделён от измеряемой среды металлическими
гофрированными мембранами 7. Внутренние полости 6 и 10
заполнены кремний-органической жидкостью. Фланцы 9
уплотнены прокладками 3.
Измеряемая разность давлений воздействует на мембрану
тензопреобразователя, вызывая изменение сопротивления
тензорезисторов и соответственно разбаланс моста.
Электрический сигнал от преобразователя передаётся из
измерительного блока в электронное устройство 1 по
проводам через гермоввод 2 и преобразуется на выходе в
унифицированный токовый сигнал.
Измерительный блок выдерживает одностороннюю
перегрузку рабочим избыточным давлением до 16 (модель
105) или до 25 МПа (модель 106).
Схема внешних электрических соединений
преобразователей «Корунд – ДИ» и «Корунд – ДД»
приведена на рис. 2.3.4.
Преобразователь абсолютного давления МИДА-ДА-13П-1
представляет собой «Корунд – ДИ» (см. рис. 2.3.1.), у
которого одна камера запаяна (в ней создано нормальное
атмосферное давление), а вторая соединена с атмосферой.
МИДА-ДА-13П-1 имеет следующие технические
характеристики:
- диапазон входных (измеряемых) величин – давление, 0 –
0,16 МПа;
- диапазон изменения выходного сигнала – ток, 4 – 20 мА;
35
1
2 Р
3
1
G
RH 2 Р
3
4
а
G
RH
б
Рис. 2.3.4. Схема внешних электрических соединений
преобразователей «Корунд – ДИ» (а) и «Корунд – ДД» (б) с
выходным сигналом 4 – 20 мА:
G – источник питания; Р – измерительный преобразователь
- предел допускаемой основной погрешности не
превышает от верхнего предела измерения;
- измеряемая среда – газы и жидкости, неагрессивные по
отношению к титановым сплавам (марки ВТ-1, ВТ-9);
- напряжение питания датчика - 36 В;
- дополнительная погрешность, вызванная изменением
температуры окружающего воздуха в диапазоне от – 40 до +
80 оС, не превышает 4 % от верхнего предела измерения;
- вариация (от лат. variatio - изменение) выходного
сигнала датчика, выраженная в процентах от диапазона
изменения выходного сигнала, не превышает 0,1 %;
- датчик предназначен для работы при атмосферном
давлении от 84,0 до 106,0 кПа (от 630 до 800 мм рт. ст.);
36
- рабочая полость датчика прочна и герметична при
испытательном давлении, не превышающем верхний предел
измерения в 1,5 раза;
- датчик предназначен для работы с сопротивлением
нагрузки до 1 кОм (G. Ohm – немецкий физик ХIХ века);
- потребляемая мощность не превышает 1 Вт (единица
измерения мощности названа в честь английского
изобретателя ХVIII века J. Watt).
Схема внешних электрических соединений
преобразователя МИДА-ДА-13П-1 приведена на рис. 2.3.5.
В 2004 году был выпущен преобразователь
гидростатического давления жидкости Корунд–ДИГ-001,
который имеет следующие технические характеристики:
- диапазон входных (измеряемых) величин – давление, 0 –
200 кПа или 0 – 40 МПа;
- диапазон изменения выходного сигнала – ток, 4 – 20 мА;
4 – 20 мА
Красный1
G
Чёрный 2
D
3
4
Рис. 2.3.5. Схема внешних электрических соединений
преобразователя абсолютного давления
МИДА-ДА-13П-1 с выходным сигналом
4 – 20 мА и двухпроводной линией:
G - источник питания; D – датчик
- предел допускаемой основной погрешности не
превышает 0,25 или от верхнего предела измерения;
37
- габариты преобразователя, мм 22 х 140;
- масса, г 89.
2.4. Измеритель-калибратор датчиков
«Корунд - ИК»
Измеритель–калибратор датчиков «Корунд – ИК» (ИКД)
предназначен для оперативного контроля работоспособности
датчиков различных физических величин (давления,
разрежения, разности давлений, температуры, расхода
жидкости и т.д.) с унифицированным выходным сигналом 0 –
5 или 4 - 20 мА постоянного тока, оценки их
метрологического состояния без снятия с объекта измерения,
а также для контроля вторичной аппаратуры, подключаемой
к выходу датчика (блоков извлечения корня, индикации,
гальванического разделения и разветвления сигналов и т.п.).
Измеритель–калибратор даёт возможность сравнивать
сигналы с двух датчиков, подключённых к его входам:
образцового и рабочего. Измерение этих сигналов может
происходить в разных сочетаниях диапазонов
унифицированных сигналов (например, рабочий датчик
имеет выходной сигнал 0 – 5 мА, а образцовый – 4 – 20 мА) с
выдачей результатов измерения в миллиамперах или
процентах от диапазона измерения.
Для калибровки и контроля вторичной аппаратуры
измеритель–калибратор содержит имитатор (от лат. imitatio –
подражание) выходного сигнала датчика, вырабатывающий
сигнал постоянного тока в диапазоне 0 – 20,5 мА, который
можно изменять с шагом 5 мкА или 250 мкА, ориентируясь
на показания жидкокристаллического индикатора.
Измеритель-калибратор обеспечивает также электрическое питание поверяемых датчиков.
Все операции, проводимые с индикатором – калибра-
тором, включая перегрузку по входу и разряд элементов
батареи питания, отображаются на экране дисплея или
соответствующими светодиодами.
38
Измеритель–калибратор датчиков «Корунд – ИК» имеет
следующие технические характеристики:
- диапазон входных (измеряемых) величин – ток, 0 – 5, 0 –
20 или 4 - 20 мА;
- предел допускаемой основной приведённой погреш-
ности не превышает 0,05 % от диапазона изменения входного
сигнала;
- входное сопротивление калибратора не превышает 75
Ом;
- дополнительная погрешность в рабочем диапазоне
температур от – 10 до + 50
о
С не превышает 0,05 %/10
о
С;
- напряжение питания для подключаемых датчиков 24
В;
- диапазон изменения выходного сигнала в режиме
калибратора 0 – 20,5 мА;
- шаг изменения выходного сигнала в режиме калиб-
ратора: 5 или 250 мкА;
- предел допускаемой основной погрешности установки
требуемого значения тока в режиме калибратора не
превышает 0,1 %;
- предел допускаемой дополнительной погрешности
установки выходного тока в режиме калибратора в рабочем
диапазоне температур не превышает 0,1 %/10 оС;
- пульсация выходного сигнала в частотном диапазоне 10
Гц – 1 МГц в режиме калибратора не превышает 0,1 %;
- предельное сопротивление нагрузки в режиме
калибратора не должно превышать 300 Ом;
- напряжение питания от источника постоянного тока
(аккумулятора или батареи) 6 0,3 В;
- калибратор предназначен для работы при баромет-
рическом давлении 84,4 – 106,7 кПа, при температуре
окружающего воздуха от – 10 до + 50
о
С и относительной
влажности воздуха до 95 %;
- калибратор нельзя использовать во взрывоопасных
условиях.
Измеритель–калибратор «Корунд – ИК» размещён в
пластмассовом корпусе и состоит из 2 плат. На верхней
39
плате, крепящейся к крышке корпуса, размещены кнопки
клавиатуры, жидкокристаллический индикатор, свето-диоды,
выключатель питания. На нижней плате, крепящейся к
основанию корпуса, размещается основная часть ИКД. Также
к основанию прикреплены отсек с аккумуляторной (лат.
accumulator - собиратель) батареей и разъёмы для
подключения образцового и рабочего датчиков и вторичной
аппаратуры.
Структурная схема индикатора–калибратора «Корунд –
ИК» приведена на рис. 2.4.1.
Основным узлом измерителя–калибратора является
вычислительное устройство (ВУ), выполненное на
однокристальной микроЭВМ АТ89С51. Оно осуществляет
преобразование сигналов, поступающих от аналого-
цифрового преобразователя (АЦП), в соответствии с
выбранным диапазоном измерения, масштабом выходной
величины и режимом работы. Вычислительное устройство
управляет работой электронного коммутатора (ЭК), через
который на образцовый резистор R1 поступают выходные
токи датчиков, подключённых к разъёмам XS1 и XS2, а также
выходной ток калибратора, вырабатываемый источником
тока (ИТ).
Результат измерения падения напряжения на резисторе R1
после усреднения и компенсации нелинейности в ВУ
поступает на жидкокристаллический индикатор (ЖКИ),
управляемый через один из портов ВУ. Другой порт
обслуживает клавиатуру и светодиоды, сигнализирующие о
том или ином выбранном режиме работы ИКД.
Для выдачи тока в режиме калибратора к третьему порту
вычислительного устройства подключён цифроаналоговый
преобразователь (ЦАП) с источником тока на выходе.
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]