- •Технические измерения и приборы
- •Введение
- •Измеряемые и регулируемые величины
- •1. Государственная система приборов
- •1.1. Основные понятия и определения гсп
- •1.2. Принципы построения гсп
- •1.3. Классификация средств измерения и автоматизации гсп
- •1.3.1. Функциональные группы изделий гсп
- •1.3.2. Примеры агрегатных комплексов
- •1.4. Основные ветви системы
- •Контрольные вопросы
- •2. Общие характеристики средств измерения
- •2.1. Классификация средств измерения
- •2.1.1. Классификация компонентов измерительных устройств
- •2.2. Типовые структурные схемы измерительных устройств
- •2.2.1. Структурные схемы средств измерения неэлектрических величин
- •2.2.2. Структурные схемы измерительных систем
- •2.3. Статические характеристики и параметры измерительных устройств
- •2.4. Динамические характеристики измерительных устройств
- •2.5. Погрешности средств измерений
- •2.6. Нормирование метрологических характеристик средств измерений
- •2.6.1. Нормирование метрологических характеристик измерительных устройств
- •2.6.2. Нормирование метрологических характеристик измерительных систем
- •Контрольные вопросы
- •3. Измерительные информационные системы
- •3.1. Основные понятия об измерительных информационных системах
- •3.1.1. Поколения измерительных информационных систем
- •3.1.2. Классификация иис
- •3.1.3. Требования, предъявляемые к иис
- •3.1.4. Основные компоненты иис
- •3.2. Виды информационно-измерительных систем
- •3.2.1. Измерительные системы
- •3.2.1.1. Многоканальные ис
- •3.2.1.2. Сканирующие ис
- •3.2.1.3. Ис параллельно-последовательного действия (многоточечные)
- •3.2.2. Системы автоматического контроля
- •3.2.3. Системы технической диагностики
- •3.2.4. Система телеизмерения
- •3.2.5. Перспективы развития иис
- •Контрольные вопросы
- •4. Электрические измерения и приборы
- •4.1. Аналоговые средства измерений
- •4.1.1. Электромеханические приборы
- •4.1.1.1. Приборы магнитоэлектрической системы
- •4.1.1.2. Гальванометры
- •4.1.1.3. Приборы электромагнитной системы
- •4.1.2. Компенсаторы постоянного тока
- •4.1.3. Электронные аналоговые вольтметры
- •4.2. Цифровые электронные вольтметры
- •4.2.1. Цифровой вольтметр с глин
- •4.2.2. Времяимпульсный цифровой вольтметр двойного интегрирования
- •4.3. Измерение параметров элементов электрических цепей
- •4.3.1. Метод вольтметра-амперметра
- •4.3.2. Метод непосредственной оценки
- •4.3.2.1. Электромеханические омметры
- •4.3.2.2. Электронные омметры
- •4.3.3. Компенсационный метод измерения сопротивлений
- •4.3.4. Метод дискретного счета
- •4.4. Электронно-счетный частотомер
- •Контрольные вопросы
- •5. Передающие преобразователи неэлектрических величин
- •5.1. Дифференциально-трансформаторные преобразователи
- •5.2. Передающие преобразователи с магнитной компенсацией
- •5.3. Электросиловые преобразователи
- •5.4. Измерительные тензопреобразователи
- •Контрольные вопросы
- •6. Измерение температур
- •6.1. Практические температурные шкалы
- •Средства измерения температур
- •6.2. Термометры расширения
- •6.2.1. Стеклянные жидкостные термометры
- •Технические электроконтактные термометры
- •6.2.2. Манометрические термометры
- •6.2.2.1. Газовые манометрические термометры
- •6.2.2.2. Жидкостные манометрические термометры
- •6.2.2.3. Конденсационные манометрические термометры
- •6.3. Термоэлектрические термометры
- •6.3.1. Характеристики материалов для термоэлектрических преобразователей
- •6.3.2. Конструкция термоэлектрических термометров
- •6.3.3. Удлиняющие термоэлектродные провода
- •6.4. Термометры сопротивления
- •6.4.1. Медные термометры сопротивления
- •6.4.2. Никелевые термометры сопротивления
- •6.4.3. Платиновые термометры сопротивления
- •6.4.4. Неметаллические термометры сопротивления
- •6.4.5. Устройство термометров сопротивления
- •6.4.6. Способы подключения термометров сопротивления
- •6.4.6.1. Двухпроводная схема подключения
- •6.4.6.2. Трехпроводная схема подключения
- •6.4.6.3. Четырехпроводная схема подключения
- •6.5. Динамическая характеристика термопреобразователей
- •6.6. Промышленные термопреобразователи
- •6.6.1. Преобразователи термоэлектрические тха «Метран-201» и тхк «Метран-202»
- •6.6.2. Термопреобразователи сопротивления медные взрывозащищенные тсм «Метран-253» (50м) и тсм «Метран-254» (100м)
- •6.6.3. Термопреобразователи сопротивления платиновые тсп «Метран-245»; «Метран-246»
- •6.6.4. Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом тхау «Метран-271», тсму «Метран-274», тспу «Метран-276»
- •6.6.5. Термопреобразователи микропроцессорные тхау «Метран-271мп», тсму «Метран-274мп», тспу «Метран-276мп»
- •6.6.6. Интеллектуальные преобразователи температуры «Метран-281», «Метран-286»
- •Контрольные вопросы
- •7. Измерение давления
- •7.1. Классификация манометров
- •7.1.1. По виду измеряемого давления
- •7.1.2. По принципу преобразования измеряемого давления
- •7.2. Деформационные манометры
- •7.2.1. Трубчато-пружинные манометры
- •7.2.2. Электроконтактные манометры
- •7.2.3. Манометры с дтп
- •7.2.4. Манометры с компенсацией магнитных потоков
- •7.2.5. Преобразователи давления с силовой компенсацией
- •7.2.6. Сильфонные манометры и дифманометры
- •7.2.7. Мембранные манометры и дифманометры
- •7.3. Пьезоэлектрические манометры
- •7.4. Манометры с тензопреобразователями
- •7.5. Методика измерения давления и разности давлений
- •Контрольные вопросы
- •8. Измерение уровня
- •8.1. Уровнемеры с визуальным отсчетом
- •8.2. Гидростатические уровнемеры
- •8.3. Поплавковые и буйковые уровнемеры
- •8.4. Емкостные уровнемеры
- •8.5. Индуктивные уровнемеры
- •8.6. Ультразвуковые уровнемеры
- •Контрольные вопросы
- •9. Измерение расхода
- •9.3. Измерение расхода по переменному перепаду давления
- •9.3.1. Расходомеры с сужающими устройствами
- •9.3.2. Измерение расхода по переменному перепаду давления в осредняющей напорной трубке
- •9.4. Расходомеры постоянного перепада
- •9.4.1. Ротаметры
- •9.4.2. Тахометрические расходомеры
- •9.4.3. Электромагнитные расходомеры
- •9.9. Схема расходомера с электромагнитом
- •9.4.4. Ультразвуковые расходомеры
- •9.4.5. Вихревые расходомеры
- •9.4.6. Вихреакустические расходомеры
- •9.12. Схема проточной части расходомера «Метран 300 пр»
- •9.4.7. Массовые кориолисовые расходомеры и плотномеры
- •9.5. Обзор имеющихся расходомеров
- •Контрольные вопросы
- •10. Измерение положения, скорости, ускорения
- •10.2. Фотоэлектрические преобразователи положения
- •10.3. Кодовые датчики положения
- •10.4.3. Импульсные датчики скорости
- •10.5. Инерционные датчики ускорения, скорости, положения
- •Контрольные вопросы
- •11. Метрологическое обеспечение измерений
- •11.1. Передача размера единиц измерения
- •11.2. Регулировка, градуировка и поверка средств измерений
- •11.3. Метрологическое обеспечение средств измерений давления
- •Грузопоршневые манометры
- •Контрольные вопросы
- •Заключение
- •Список литературы
6.6.5. Термопреобразователи микропроцессорные тхау «Метран-271мп», тсму «Метран-274мп», тспу «Метран-276мп»
Внесены в Госреестр средств измерений. Имеют свидетельство о взрывозащищенности электрооборудования. Термопреобразователи микропроцессорные предназначены для измерения температуры жидких и газообразных сред.
Чувствительный элемент первичного преобразователя и встроенный в головку датчика микропроцессорный преобразователь преобразуют измеряемую температуру в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, что дает возможность построения АСУТП без применения дополнительных нормирующих преобразователей.
Функциональные возможности микропроцессорного преобразователя (МП) позволяют осуществлять:
перенастройку диапазона преобразуемых температур;
детектирование обрыва или короткого замыкания первичного преобразователя температуры;
самодиагностику;
линеаризацию номинальной статической характеристики чувствительного элемента;
перенастройку номинальной статической характеристики в случае замены чувствительного элемента на другой тип;
калибровку датчика под индивидуальную статическую характеристику чувствительного элемента по 2…8 температурным точкам для повышения его точности;
выбор времени демпфирования измеряемого сигнала;
автоматическую компенсацию изменения температуры холодных спаев термоэлектрического преобразователя.
МП защищен от электромагнитных помех. Перенастройка, калибровка и выбор времени демпфирования осуществляются с помощью конфигуратора «Метран-671», состоящего из специализированного модема (RS232 / 4–20 мА), подключаемого к персональному компьютеру, и программного обеспечения M-Master.
Программа M-Master позволяет осуществлять следующие операции:
считывание и отображение информации о датчике (тип датчика, серийный номер), а также изменение пользовательской информации;
считывание переменных процесса (текущее значение температуры, процент диапазона измерений, выходной сигнал в мА, верхний и нижний пределы измерений);
конфигурирование и настройку датчика;
настройку и калибровку выходного токового сигнала;
настройку и калибровку параметров чувствительного элемента;
получение данных для дополнительной компенсации и введение дополнительной компенсации для повышения точности датчика;
диагностику датчика.
Диапазоны преобразуемых температур:
ТХАУ «Метран-271МП»: 0÷1000 °С;
ТСМУ «Метран-274МП»: –50÷180 °С;
ТСПУ «Метран-276МП»: –50÷500 °С.
Выходной сигнал: 4÷20 (20÷4) мА
Напряжение питания: от 12 до 42 В постоянного тока. Стандартный ряд монтажных длин – 60÷3250 мм.
6.6.6. Интеллектуальные преобразователи температуры «Метран-281», «Метран-286»
Внесены в Госреестр средств измерений.
Назначение Интеллектуальные преобразователи температуры (ИПТ) «Метран-280»: «Метран-281», «Метран-286» предназначены для точных измерений температуры нейтральных и агрессивных сред.
Сигнал первичного преобразователя температуры преобразуется в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4…20 мА с наложенным на него цифровым сигналом HART версии 5 с физическим интерфейсом Веll-202 с помощью электронного модуля, встроенного в корпус первичного преобразователя.
Для передачи сигнала на расстояние используются двухпроводные токовые линии.
Коммуникационный протокол HART обеспечивает двухсторонний обмен информацией между «Метран-280» и управляющими устройствами:
ручным портативным HART-коммуникатором «Метран-650»;
компьютером, оснащенным HART-модемом «Метран-681» и программой H-Master;
любым средством управления HART полевыми устройствами, например, коммуникатором 375.
Управление ИПТ осуществляется дистанционно, при этом обеспечивается настройка датчика:
выбор его основных параметров;
перенастройка диапазонов измерений;
запрос информации о самом ИПТ (типе, модели, серийном номере, максимальном и минимальном диапазонах измерений, фактическом диапазоне измерений).
В «Метран-280» реализованы три единицы измерения температуры:
градусы Цельсия, °С;
градусы Кельвина, К;
градусы Фаренгейта, F.
Электронный модуль (ЭМ) осуществляет:
контроль перенастройки диапазонов измерений температуры с учетом минимальной разницы между верхним и нижним значениями диапазона:
100 °С – для «Метран-281»;
50 °С – для «Метран-286»;
детектирование обрыва или короткого замыкания первичного преобразователя температуры (ППТ);
самодиагностику состояния ИПТ;
линеаризацию НСХ чувствительного элемента первичного преобразователя температуры;
автокомпенсацию изменения термоЭДС от изменения температуры холодных спаев чувствительного элемента первичного преобразователя температуры.
HART-протокол позволяет получить более подробную диагностическую информацию о неисправности конкретного компонента.
В «Метран-280» реализован режим защиты настроек датчика от несанкционированного доступа.
В многоточечном режиме датчик «Метран-280» работает в режиме только с цифровым выходом. Аналоговый выход автоматически устанавливается в 4 мА и не зависит от значения входной температуры. Информация о температуре считывается по HART-протоколу. К одной паре проводов может быть подключено до 15 датчиков. Каждый датчик в многоточечном режиме имеет свой уникальный адрес от 1 до 15.
Установка многоточечного режима не рекомендуется в случае, если требуется искробезопасность.
Диапазон измеряемых температур:
«Метран-281»: от – 40 до 1000 °С;
«Метран-286»: от – 50 до 500 °С.
Питание – от 18 до 42 В постоянного тока. Стандартный ряд монтажных длин – от 80 до 3150 мм.