- •Содержание
- •Введение
- •1 Термометры расширения. Лабораторная работа №1
- •1.1 Общие сведения о термометрах расширения
- •1.2 Механические термометры
- •1.3 Жидкостные стеклянные термометры
- •1.4 Манометрические термометры и терморегуляторы
- •1.5 Описание лабораторной установки
- •1.6 Методика выполнения лабораторной работы №1
- •1.7 Обработка и анализ экспериментальных данных
- •2 Датчики температуры с естественными выходными
- •2.1 Термоэлектрические преобразователи
- •А) измерительная схема с термоэлектрическим преобразователем; б) конструкция преобразователя.
- •* Электроды различаются содержанием компонентов в сплавах.
- •2.2 Термопреобразователи сопротивления
- •2.3 Описание лабораторной установки
- •2.4 Методика выполнения лабораторной работы №2
- •В процессе нагрева
- •2.5 Обработка и анализ экспериментальных данных
- •3 Приборы для контроля давления. Лабораторная работа №3
- •3.1 Манометры и реле давления на основе деформационных
- •3.2 Датчики давления с унифицированными выходными сигналами
- •3.3 Описание лабораторной установки
- •3.4 Методика выполнения лабораторной работы №3
- •3.5 Обработка и анализ экспериментальных данных
- •4 Датчики и регуляторы уровня.
- •4.1 Общие сведения о средствах контроля уровня
- •4.2 Описание лабораторной установки
- •4.3 Методика выполнения лабораторной работы №4
- •4.4 Обработка и анализ экспериментальных данных
- •5 Аналоговые и цифровые контрольно-измерительные приборы. Лабораторная работа №5
- •5.1 Общие сведения о измерениях
- •5.2 Аналоговые вторичные измерительные приборы
- •5.3 Цифровые измерительные приборы
- •6 66 6
- •5.4 Описание лабораторной установки
- •5.5 Методика выполнения лабораторной работы
- •5.6 Обработка и анализ экспериментальных данных
- •6 Автоматические системы регулирования. Лабораторная работа №6
- •6.1 Общие сведения об автоматических системах регулирования
- •6.2 Описание лабораторной установки
- •6.3 Методика выполнения лабораторной работы №6
- •6.4 Обработка и анализ экспериментальных данных
3.2 Датчики давления с унифицированными выходными сигналами
Датчики с унифицированными выходными сигналами выполняют непрерывное пропорциональное преобразование значения контролируемого параметра в выходной сигнал измерительной информации со стандартными, единообразными для датчиков различного назначения параметрами. Наибольшее применение в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами имеют датчики с унифицированными выходными сигналами постоянного тока с пределами 0…5 мА, 0…20 мА и 4…20 мА.
3.2.1 Измерительные преобразователи Сапфир-22
Измерительные преобразователи типа Сапфир-22 предназначены для контроля абсолютного и избыточного давления, разрежения и разности давлений нейтральных и агрессивных сред и преобразования контролируемого параметра в унифицированный токовый сигнал с одним из трех указанных выше диапазонов.
Преобразователь Сапфир-22 состоит из измерительного блока и электронного устройства. Конструкции измерительных блоков различны для датчиков разных назначений, а электронные блоки всех датчиков унифицированы. На рисунке 3.4 изображена схема датчика с одной из конструкций измерительного блока.
Рисунок 3.4 – Преобразователь давления «Сапфир - 22»
Мембранно-рычажный тензопреобразователь 1 размещен внутри основания 2 в замкнутой полости 3, заполненной кремнийорганической жидкостью, и отделен от контролируемой среды металлическими гофрированными мембранами 4. Мембраны 4 приварены по наружному контуру к основанию 2 и соединены между собой центральным штоком 5, который тягой 6 связан с концом рычага тензопреобразователя 1. Фланцы 7 с отверстиями для подвода контролируемого параметра крепятся к основанию 2 болтами; соединение уплотнено прокладками 8. Между фланцами 7 и мембранами 4 образованы камеры 9 и 10. Герметичным устройством ввовда с электрическими проводами 11 основание 2 соединено с электронным преобразователем 12.
Мембранно-рычажный тензопреобразователь 1 выполнен из монокристалла искусственного сапфира. Основным его элементом является тонкая пластина (мембрана), на верхней поверхности которой нанесены пленочные кремниевые тензорезисторы (структура КНС – «кремний на сапфире»).
Воздействие измеряемой разности давлений (большее подается в камеру 9, меньшее – в камеру 12) вызывает прогиб мембран 4, от которых через центральный шток 5 и тягу 6 передается на рычаг тензопреобразователя 1. Это приводит к изгибу (в пределах упругой деформации) мембраны тензопреобразователя и изменению сопротивления его тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронный преобразователь 12 по проводам через герметичный ввод 11.
Измерительный блок выдерживает без разрушения воздействие односторонней перегрузки рабочим избыточным давлением. Это обеспечивается тем, что при такой перегрузке одна из мембран 4 ложится на профилированную поверхность основания 2.
Электронный преобразователь 12 смонтирован на платах, размещенных внутри специального корпуса и включает в себя преобразователь изменения сопротивления тензорезисторов в выходной токовый сигнал, элементы, обеспечивающие работу преобразователя в заданных режимах, схему температурной компенсации и линеаризации выходной характеристики измерительного блока, элементы настройки параметров выходного токового сигнала.
3.2.2 Датчики давления МТ 100
Датчики давления МТ100 предназначены для непрерывного пропорционального преобразования давления (разрежения) газов и жидкостей в унифицированный токовый выходной сигнал. В зависимости от моделей, конструктивных особенностей и применяемых материалов, контактирующих с контролируемой средой, они могут быть использованы для агрессивных и коагулирующих сред.
Принцип действия МТ 100 заключается в воздействии измеряемого давления (непосредственно или через мембрану и шток) на тензопреобразователь, электрический сигнал которого при помощи электронного блока преобразуется в выходной сигнал 0…5 или 4…20 мА.
В отличии от приборов Сапфир-22 датчики МТ100 имеют меньшие габариты за счет объединения измерительного и электронного блоков в единую конструкцию и применения микросхем в электронном блоке.