- •Міністерство освіти і науки україни національний університет харчових технологій метрологія, технологічні вимірювання та прилади
- •До виконання лабораторних робіт
- •Київ нухт 2010
- •Лабораторна робота № 1-т-р вимірювання тиску. Перетворювачі надлишкового тиску sitrans р серії z та zd
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Теоретичні відомості
- •3.1. Тиск. Основні поняття. Одиниці вимірювання тиску
- •3.2. Класифікація манометрів по виду вимірюваного тиску
- •3.3. Принцип дії вимірювального перетворювача надлишкового
- •3.3.1. Загальна теорія та конструкція тензометричних перетворювачів.
- •3.3.2. Загальна структурна схема та конструкція перетворювача
- •3.3.3. Загальна структурна схема та конструкція перетворювача
- •Основні технічні та метрологічні характеристики Sitrans p zd та z:
- •3.3.4. Цифровий реєстратор Sirec ds.
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Обробка результатів вимірювання.
- •Лабораторна робота № 2-т-дм деформаційні манометри
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальна теорія деформаційних та вагопоршневих манометрів
- •3.1. Деформаційні манометри
- •3.3. Диференціально-трансформаторні вимірювачі тиску.
- •3.4. Електроконтактний манометр типу екм
- •3.5. Пневмоелектричні перетворювачі.
- •3.6. Вагопоршневі манометри .
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •5.2. Перевірення трубчастого манометра з дтп у комплекті з рм1.
- •5.3. Перевірення електроконтактного мановакуумметра екмв.
- •6. Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота № 3 –т- ds вимірювання різниці тисків. Перетворювач диференціального тиску sitrans р ds III
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості.
- •3.1.Класифікація манометрів за принципом дії.
- •3.2. Рідинні манометри та дифманометри
- •3.3. Електропневматичний перетворювач та електричні манометри опору
- •3.4. Перетворювач Sitrans p ds III
- •3.5. Загальна методика вимірювання тиску
- •Властивості ланцюгу передачі тиску.
- •4. Методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання перевірення.
- •6. Обробка результатів вимірювань
- •Лабораторна робота № 4 - t – tf2 термометри опору. Перетворювач “ sitrans tf2 ”
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні теоретичні відомості про термометри опору
- •3.2. Теоретичні відомості про перетворювач Sitrans tf2
- •4. Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи.
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 5 - t – то 2/3 дослідження підключення термометрів опору до вторинних приладів за схемами в два та три проводи
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальна теорія мостових схем
- •3.2. Нормувальні перетворювачі для термометрів опору
- •3.3. Двоканальний мікропроцесорний вимірювач трм 200 Призначення:
- •Основні функціональні характеристики:
- •Технічні характеристики:
- •4. Опис лабораторної установки та перелік приладів лабораторного стенду
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •Контактні термоелектричні перетворювачі (термопари)
- •3.2. Компенсаційний метод вимірювання терс термопари.
- •3.3.Термоелектричний перетворювач “Ni - Cr/Ni ” з вимірювальним перетворювачем “sitrans tk/tk – h”
- •3.4.Манометричні термометри (мт)
- •4.Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Лабораторна робота № 7 -т – л - д логометр та автоматичний реєструвальний прилад диск-250
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.3Агальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальна теорія приладів магнітоелектричної системи
- •3.2. Будова та робота мілівольтметра
- •3.3. Будова та робота промислового логометра
- •3.4. Принцип дії та склад приладу реєстрації вимірювань диск-250
- •4.Завдання та методика виконання роботи.
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювання.
- •Лабораторна робота № 8- р - lu ультразвукові рівнеміри “probe lu” та “Multi Ranger 100 “
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні поняття про ультразвук та його випромінювання
- •3.2 Загальна структурна схема ультразвукових рівнемірів (ехолотів)
- •3.3. Ультразвуковий рівнемір MultiRanger 100 з сенсором xrs – 10.
- •3.4. Ультразвуковий рівнемір Sitrans Probe lu
- •4.Методика і завдання до лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Радіохвильові методи вимірювання рівня
- •3.2.Радарний рівнемір sitrans lr 200
- •Особливі ознаки lr 200:
- •4.Методика і завдання до лабораторної роботи
- •5.Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Ємнісний метод вимірювання рівня.
- •3.1. Ємнісний рівнемір Sitrans lc 300
- •3.3. Електричні сигналізатори рівня
- •4. Завдання та методика до виконання роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •Контрольні питання.
- •Лабораторна робота № 11 – p/г – гп
- •1.Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Основні поняття про густину речовини і методи її вимірювання
- •3.2. Гідростатичний принцип вимірювання густини та рівня речовин
- •3.2.1 Гідростатичні рівнеміри та густиноміри.
- •3.2.2. П’єзометричні рівнеміри та густиноміри.
- •3.3. Перетворювач пнемо-електричний пте-4
- •Принцип роботи.
- •3.4. Перетворювачі тиску типу kpt-c.
- •Конструкція і робота крт-с
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Обробка результатів вимірювань.
- •Лабораторна робота № 12 - в - fм магніто-індукційний витратомір sitrans fm mag 6000
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Загальні відомості про вимірювання витрати та кількості речовини
- •3.2. Загальна теорія магніто-індукційного методу вимірювання витрати
- •3.3. Призначення, склад та структурна схема Sitrans fm mag 6000.
- •Основні функції та технічні характеристики.
- •3.4. Принцип дії водоміра схвк-1,5
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •Опис лабораторної установки та перелік приладів
- •6. Порядок проведення перевірення mag 6000
- •Контрольні запитання.
- •Лабораторна робота № 13 - b - c принципи вимірювання витрати та маси сипких матеріалів і визначення класу точності зв
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Загальні теоретичні відомості
- •3.1.Принципи та методи вимірювання витрати і маси сипких матеріалів.
- •3.2. За принципом дії вимірювальні перетворювачі маси
- •3.3.Принцип дії магнітопружного ваговимірювального пристрою.
- •3.3.1. Структурна схема магнітопружного пристрою
- •3.3.3. Вторинний пристрій та робота його складових.
- •3.4. Загальна методика проведення метрологічної атестації зв
- •4. Опис лабораторної установки
- •5. Методика метрологічної атестації засобів вимірювання (пристрою для вимірювання ваги).
- •5.1. Умови проведення атестації
- •5.2. Операції та засоби атестації.
- •5.3. Перевірення працездатності пристрою
- •5.4. Визначення основної похибки в нормальних умовах
- •5.5. Обробка результатів вимірювань
- •5.6. Висновок
- •6. Оформлення графіків
- •Лабораторна робота № 14- b - р витратоміри змінного та постійного перепаду тиску (ротаметр f va Trogflux)
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальні теоретичні відомості про витратоміри змінного та постійного перепаду тиску
- •3.1. Метод змінного перепаду тиску.
- •3.3. Комбіновані дросельні перетворювачі.
- •3.4. Призначення та конструкція витратоміра Sitrans f va Trogflux
- •3.5. Призначення та конструкція витратоміра рм1
- •4. Методика виконання лабораторної роботи
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Опрацювання результатів проведених спостережень.
- •Контрольні запитання.
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3.Основні теоретичні відомості
- •3.2. Витратомір – густиномір Sitrans fc Massflo фірми «Siemens»
- •3.3. Вимірювальний мікропроцесорний перетворювач mass 6000 витратоміра Sitrans fc Massflo
- •4. Перелік приладів лабораторного стенду
- •5. Опис лабораторної установки
- •6. Порядок проведення перевірення mass 6000 по водоміру схвк—1,5
- •7. Опрацювання результатів проведених спостережень.
- •Контрольні запитання.
- •3. Загальні теоретичні відомості
- •3.1. Вологість та методи її вимірювання.
- •3.2. Ввимірювання вологості твердих та сипких матеріалів
- •3.4.Психрометричний метод вимірювання вологості в газових середовищах
- •3.4.1. Структурна схема первинного вимірювального
- •3.4.2. Електрична схема вторинного приладу автоматичного психрометра
- •3.4.3. Структурна схема та основні технічні характеристики вимірювача-регулятора «овен мпр51 щ4»
- •4. Перелік приладів і обладнання та їх технічна характеристика
- •5. Опис установки
- •6. Порядок виконання роботи
- •7. Обробка результатів вимірювання
- •Лабораторна робота № 17 – а. Аналізатори складу рідин та газів. Промисловий рН-метр pH -101п
- •1. Мета роботи
- •2. Завдання на виконання роботи
- •3. Загальна теорія
- •3.1. Класифікація та коротка характеристика аналізаторів складу рідин
- •3.2. Класифікація та коротка характеристика газоаналізаторів
- •3.3. Потенціометричний метод аналізу складу рідин.
- •3.4. Промисловий рН-метр фірми «Діліс»
- •Бвс виконує функції:
- •Бувс виконує функції:
- •3.5. Промисловий газоаналізатор «окси-5м»
- •4. Методика виконання лабораторної роботи та прилади
- •5. Порядок виконання роботи
- •6. Порядок обробки результатів вимірювань
- •Контрольні запитання
- •Література
3.2. Витратомір – густиномір Sitrans fc Massflo фірми «Siemens»
Kоріолісовий витратомір Sitrans FC Massflo складається із первинного вимірювального перетворювача (сенсора) витрати MASS 2100/M (рис.2,а) та вимірювального мікропроцесорного перетворювача MASS 6000 (рис.2,б). Сенсор безпосередньо вимірює витрату, густину і температуру, а перетворювач - конвертує отриману від сенсора інформацію в цифрову форму та стандартні вихідні сигнали.
Основними елементами ПВП витрати є дві витратомірні сенсорні трубки U-
подібної форми 5 (рис. 1,г). Підведена до сенсора вимірювана рідина розділяється на рівні половини, що протікають через кожну із сенсорних трубок 5. На сенсорних трубках монтуються з'єднувальна коробка із силовою електромагнітною (задавальною) котушкою збудження 3 та магнітом, два детектори 2 та 4 з магнітами й електромагнітними котушками і термометр опору (на рис. 1,г не показано). Сенсорні трубки закріплені до основного
трубопроводу так, що їхні площини утворюють між собою деякий кут.
Між площинами трубок на одинаковій відстані від середини згину
трубок і симетрично їм, розташована задаюча електромагнітна котушка, яка через спеціальний электромеханічний ланцюг збуджує механічні коливання сенсорних трубок, при чому трубки коливаються вверх-вниз у протилежних напрямках по відношенню одна до одної. Збудження самої електромагнітної котушки відбувається від задаючого електронного генератора сінусоїдальної
форми коливань з позитивним зворотним зв’язком на самозбудженні. При русі
вимірюваного середовища через трубку-сенсор з’являється фізичне явище,
відоме як ефект Коріоліса, яке спричиняє скручування трубок.
ПВП прямо вимірює масову витрату, густину і температуру. Перетворювач конвертує отриману від сенсора інформацію в стандартні вихідні сигнали. За отриманими значеннями масової витрати Qм та густини ρ (із поправкою на температуру рідини) обчислюється об'ємна витрата Qо. Дія задавальної електромагнітної котушки 3, що розміщена в центрі вигину вимірювальних трубок, призводить їх коливання, що подібні коливанням камертона.
а) б)
Рис.2. Загальний вигляд ПВП а) та мікропроцесорного перетворювача б) витратоміра Коріоліса фірми «Siemens».
Детектори вимірюють фазовий зсув під час руху протилежних сторін сенсорних трубок. Кожна котушка рухається в однорідному магнітному полі постійного магніту. Згенерована напруга від кожної котушки детектора має форму синусоїдної хвилі (рис. 3). Коли витрат у трубках 5 немає (рис.1,г), синусоїдні сигнали, що надходять із детекторів, мають однакову фазу (рис. 3,а). При зростанні витрати за рахунок вигину сенсорних трубок генеровані детекторами 2 та 4 сигнали не збігаються за фазою (рис. 3,б), оскільки сигнал від вхідного боку трубок запізнюється відносно сигналу з вихідного. Різниця в часі між сигналами ΔТ, вимірювана в мікросекундах, прямо пропорційна масовій витраті. Чим більша масова витрата, тим більша різниця ΔТ (у деяких коріолісових витратомірах за допомогою ПВП положення вимірюють кут закручування сенсорної трубки).
Рис. 3. Форми сигналів детекторів без витрати (а) та з витратою (б) у сенсорних трубках ПВП коріолісового витратоміра
ПВП MASS 2100/M одночасно вимірює густину середовища, яке протікає
через сенсор. При цьому використовується основний закон виміру густини у таких витратомірах - співвідношення між масою й власною частотою коливань сенсорної трубки. У робочому режимі задаюча котушка (рис. 1,г) працює на струмі від перетворювача, який збуджує механічні коливання сенсорних трубок на резонансній частоті, яка залежить від їхньої геометрії, матеріалу, конструкції й маси. Маса трубок складається із двох частин: маси самих трубок і маси вимірюваного середовища в трубках. Для конкретного типорозміру сенсора маса трубок постійна. Так як маса вимірюваного середовища в трубках дорівнює добутку густини середовища на його внутрішній об’єм, який є також постійним для конкретного типорозміру ПВП, то частота резонансних коливань трубок однозначно зв’язана з густиною середовища. Як тільки маса вимірюваного середовища збільшується із-за збільшення його густини, відповідно зменшується власна частота коливань трубок. І навпаки - при зменшенні маси вимірюваного середовища, власна частота коливань трубок збільшується. Таким чином, густина середовища в таких витратомірах визначається шляхом вимірювання частоти власних резонансних коливань
сенсорів.
Для забезпечення режимів вимірювання по витратам та густині, амплітуда
коливань трубок автоматично регулюється задаючою котушкою через схему автоматичного регулювання підсилення задаючого генератора, що забезпечує стабільність вихідного сигналу обох сенсорів в діапазоні від 80 до 110 мВ.
Для компенсації впливу зміни температури продукту на похибку витратоміра, у ПВП MASS 2100/M вимірюється також температура середовища, яке походить крізь сенсор. Для цього в ПВП додатково установлений термометр опору Pt100, який за схемою а чотири проводи з’єднується з незрівноваженим мостом. Пропорційний витратам сигнал від обох сенсорів, виміряне значення температури та частота збудження власних механічних коливань сенсорних трубок подаються у мікропроцесорний
преретворювач сигналов MASS 6000. де перетворюються в пропорційні
витратам сигнали, які використовуються для обчислення масової та об’ємної витрати, фракційних витрати, температури та густини продукту.
Таблиця 1 (* - в діапазоні 900-1100 кг/м)
Вимірювання не залежить від електрофізичних властивостей рідини, і для визначення масової витрати не потрібно заздалегідь знати її густину, в’язкість,
тиск і температуру, тому описаний витратомір особливо підходить для
вимірювання неелектропровідних, заряджених (суміші рідини із твердими
частинками), двофазних (емульсії), неньютонівських (у яких в’язкість залежить
від швидкості) рідин.
Основні метрологічні характеристики витратоміра визначаються ПВП.
Фірма «Siemens» випускає декілька модифікацій датчиків витрати (сенсо-рів) та мікропроцесорних перетворювачів до них, які дозволяють вирішувати задачі по автоматизації різних об’єктів. Широкий вибір перетворювачів, вміщує моделі, що сконструйовані на основі MVD технології, призначених для розміщення в небезпечних зонах технологічних процесів (вибухонебезпечних), а також моделі, які інтегрально вмонтовуються на сенсорі. Мікропроцесорні перетворювачі підтримують комунікаційні протоколи по обміну інформацією HART, Modbus, Profibus і ін. Основні метрологічні характеристики MASS 2100 приведені в таблиці 1. Абсолютна похибка вимірювання витрати ПВП залежить від вибраного умовного діаметру його основного трубопроводу, який повинен дорівнювати діаметру трубопроводу, по якому проходить продукт.