Изучение и поверка манометров Москва 20--
________________
РГУ нефти и газа им. И.М. Губкина
Кафедра автоматизации технологических процессов
Изучение и поверка манометров
Методическое пособие к лабораторной работе по курсу
«Технологические измерения и приборы»
Москва - 2010 г.
УДК 621.374
Методические указания содержат описание принципа работы лабораторного стенда и манометров: деформационного, с электрическим выходным сигналом и грузопоршневого. Описан порядок проведения работы по исследованию статических характеристик манометров, приведена методика по обработке результатов измерения.
Методические указания предназначены для студентов специальности 21.02.00 - «Автоматизация технологических процессов» (по отраслям).
Издание подготовлено на кафедре автоматизации технологических процессов.
Рецензент - доц.
Российский государственный университет нефти игаза им. И.М. Губкина, 2010
Содержание
1. Цель работы
2. Измерительные средства используемые в лабораторной работе
Манометр с одновитковой трубчатой пружиной
Измерительный преобразователь фирмы «Endress + Hauser »
Грузопоршневой манометр
3. Описание лабораторного стенда
4.Порядок проведения работ
5. Обработки результатов измерений
Содержание отчета
Вопросы для самопроверки
.Литература
1. Цель работы
1.1. Изучение принципа действия и устройства манометров с одновитковой трубчатой пружиной.
1.2. Изучение принципа действия и устройств измерительных преобразователей давления фирмы Endress + Hauser с электрическим выходным сигналом.
1.3. Знакомство с устройством и работой грузопоршневого манометра.
1.4. Получение навыков поверки манометра с одновитковой трубчатой пружиной.
Получение навыков поверки датчика давления с электрическим выходным сигналом .
2. Измерительные средства используемые в лабораторной работе
2.1. Манометр с одновитковой трубчатой пружиной.
Принцип действия деформационных средств измерения давления основан на использовании упругой деформации чувствительного элемента. Различают три основных формы чувствительных элементов, получивших распространение в практике измерения: трубчатые пружины, сильфоны и мембраны. Наибольшее распространение получили манометры с одновитковой трубчатой пружиной ( рис .1).
Трубчатая пружина представляет собой полую трубку эллиптического сечения 5, согнутую по дуге окружности на угол = (180° - 270°).Один конец трубки жестко соединен с держателем 1. Держатель имеет резьбовой ниппель 14
Рис.1 Манометр с одновитковой трубчатой пружиной
(с отверстием), предназначенный для крепления прибора на аппарате, в котором измеряется давление. Свободный конец трубки закрыт и с помощью поводка 11 соединен с зубчатым сектором 9. Последний, поворачиваясь вокруг оси 13, вращает находящуюся с ним в зацеплении шестеренку ( трибку) 8 со стрелкой 4. Винт 12 служит для регулировки коэффициенты передачи трибосекторного механизма. Для устранения мертвого хода стрелки, вызванного наличием люфтов в соединениях, передаточный механизм снабжен упругой спиральной пружиной 7. Внутренний конец пружины крепится на оси стрелки, а внешний 6 - на неподвижной плите механизма 2.
Под воздействием давления среды, подаваемого во внутреннюю полостью трубки, последняя несколько распрямляется, свободный конец ее перемещается и тянет за собой поводок. При этом поворачивается зубчатый сектор и находящаяся в зацеплении с ней трибка, а стрелка перемещается по шкале прибора 3, показывая величину измеряемого давления.
Раскручивание трубчатой пружины связано с тем, что при увеличении давления она стремится превратить свое эллиптическое сечение в круглое. При этом малая ось эллипса увеличивается, большая - уменьшается. Так как длина трубки остается практически неизменной, в ней возникают внутренние напряжения, приводящие к ее раскручиванию и перемещению свободного конца. Изменение угла скручивания выражается уравнением :
,
где - начальный угол скручивания трубки; b - величина малой оси эллипса трубки; b -величина изменения малой оси трубки.
Диапазон измерения давления манометрами с одновитковой трубчатой пружиной составляет 0 - 100 мПа. Он зависит от модуля упругости, материала трубки, радиуса кривизны, размеров сечения, толщины стенок трубки и других факторов. Допустимая основная погрешность таких манометров находится в пределах от 0,1% до 4,0%.
2.2. Измерительный преобразователь фирмы Endress + Hauser
Краткая характеристика измерительного преобразователя фирмы «Endress + Hauser»
Измеряемые среды: газ, пар, жидкость
Точность не зависит от ориентации.
Лучше использовать замкнутые полости и отводы
Тип измеряемого давленя:
абсолютное
отосительное
Принцип измерения:
емкостной – для Cerabar S PMC 731 с керамическим сенсором
пьезорезистивный – для Cerabar S PMP 731 с полисиликоновым сенсором.
Интерфейс – 4..20 мА , может быть при необходимости наложен с коммуникационным сигналом (INTENSOR или HART)
Рекомендуемые условия работы соответствуют DIN IEC 770 (Температура окружающей среды -25С или 77F )
Диапазон измерений сенсора: - 1..2 бар
Интервал измерения(чувствительность) – 100мбар
Максимальная перегрузка : 20 бар
Выходные параметры:
Выходной ток 4..20 мА
Недогрузка –3.8 мА
Перегрузка – 20.5 мА
При отказе – или 3.6 или 21.5 мА постоянно
Чувствительность – лучше, чем 10 мкА
Диапазон измерения – ноль и конечное значение регулируются
Термоэффекты – 0.1% для примерного диапазона изменений 20:1
Гистерезис:PMC 0.05 % РМР 0.1%
Время прогрева : 2с
Время нарастания сигнала: 150мс (время Т90)
Время реакции :РМС : 500 мс , РМР 400 мс
Долговременный дрейф параметра : РМС : 0.1 %/а РМР : 0.1 %/а
Настраиваемое время усреднения:0…..16 с устанавливается переключателем.
Потребляемая мощность и питание
Диапазон напряжений питания : 11.5..45 В постоянного тока для ЕЕх следует обратить внимание на защиту от перегрузок
Остаточная пульсация : 5%
Окружающая среда
Диапазон рабочих температур
Номинальная температура : - 40..85С
Рабочая температура : - 40.. 85 С
Температура хранения : - 40 ..100 С
Температура для защиты от повреждений : см. Данные для защиты от повреждений
Электромагнитная совместимость
Переносимость э/м волн соответствует EN 50082-2 (E1993, VDE 0839 часть 82-2)
Климатический класс G P по DIN 40 040
Эффекты от вибрации : отсутствуют ; амплитуда 4мм при частоте от 5 до 15 Гц; 2g для 15..150 Гц и 1g для 150..2000 Гц
Сопротивляемость вибрации : 4g (60..200Гц)
Класс защиты IP 65