Конспект по основам КИПиА 1-12
Реклама
Оглавление Измерения №1............................................................................................................................................. 4 Что называется измерением: ................................................................................................................. 4 Виды измерений: .................................................................................................................................... 4 Прямые и косвенные измерения ....................................................................................................... 4 Абсолютные и относительные измерения ........................................................................................ 4 Статические и динамические измерения.......................................................................................... 4 Совместные и совокупные измерения .............................................................................................. 5 Погрешность №2 ......................................................................................................................................... 7 Что такое погрешности измерения ........................................................................................................ 7 Виды погрешностей ................................................................................................................................ 7 Абсолютная погрешность ................................................................................................................... 7 Относительная погрешность .............................................................................................................. 7 Приведенная погрешность ................................................................................................................. 7 Систематическая погрешность ........................................................................................................... 7 Случайная погрешность ...................................................................................................................... 7 Инструментальная методическая погрешность ............................................................................... 8 Эталон ....................................................................................................................................................... 8 Мера ......................................................................................................................................................... 8 Измерительный преобразователь ......................................................................................................... 8 Измерительный прибор.......................................................................................................................... 9 Измерительная установка ...................................................................................................................... 9 Измерительная система........................................................................................................................10 Классы точности №3..................................................................................................................................10 Что такое классы точности ....................................................................................................................10 В чем отличия классов точности ..........................................................................................................10 Примеры классов точности ..............................................................................................................10 Как узнать класс точности применяемых на производстве приборов .............................................10 Как узнать, соответствует ли прибор своему классу точности ..........................................................11 Что такое КИПиА или СИиА? №4 ..............................................................................................................14 Электрические сигналы №5 .....................................................................................................................16 Унифицированные сигналы..................................................................................................................16 Виды унифицированных сигналов .......................................................................................................16 Токовой сигнал ..................................................................................................................................16 Давлением\воздушный сигнал ........................................................................................................16 Сигнал сопротивления ......................................................................................................................16 Напряженный сигнал ........................................................................................................................16 Пример использования унифицированных сигналов ....................................................................17 Виды сигналов .......................................................................................................................................17 Аналоговый сигнал ............................................................................................................................17 Дискретный сигнал ............................................................................................................................17 Цифровой сигнал ...............................................................................................................................17 Пример использования различных видов сигналов ......................................................................18 HART-протокол №6....................................................................................................................................19 Что такое HART протокол ......................................................................................................................19 Как формируется HART протокол .........................................................................................................19 Для чего нужен HART протокол ............................................................................................................19 У каких устройств КИПа есть поддержка HART протокола ................................................................19 Подключение и особенности работы с HART коммуникатором .......................................................20 Электрические величины №7...................................................................................................................22 Что такое напряжение...........................................................................................................................22 Что такое ток ..........................................................................................................................................23 Что такое частота ...................................................................................................................................24 Что такое сопротивление ......................................................................................................................24 Что такое ёмкость ..................................................................................................................................26 Что такое индуктивность.......................................................................................................................27 Диодный мост: ...................................................................................................................................28 Имитация сигналов от датчиков с токовым выходом и датчиков термосопротивления ...............30 Давление №8 .............................................................................................................................................35 Что такое давление ...............................................................................................................................35 Виды давления ......................................................................................................................................35 Соотношения единиц измерения давления с другими единицами.................................................36 Манометры №9 .........................................................................................................................................38 Что такое манометры ............................................................................................................................38 Образцовые манометры ...................................................................................................................38 Аммиачные манометры....................................................................................................................39 Кислородные манометры .................................................................................................................40 Виброустойчивые манометры..........................................................................................................40 Принцип действия манометров ...........................................................................................................41 Устройство манометров ........................................................................................................................41 Настройка манометров .........................................................................................................................42 Проверка манометров ..........................................................................................................................43 Возможные неисправности ..................................................................................................................43 Измеряемые параметры.......................................................................................................................44 Требования к монтажному положению манометров ........................................................................44 Сигнализаторы давления и электроконтактные манометры №10 .......................................................45 Принцип действия .................................................................................................................................45 Нормально замкнутый контакт и нормально разомкнутый контакт: ...............................................46 Схема подключения ..............................................................................................................................46 Устройство и настройка ........................................................................................................................47 Проверка ................................................................................................................................................48 Неисправности и методы устранения .................................................................................................48 Выходные сигналы и измеряемые параметры...................................................................................48 Требования к монтажному положению ..............................................................................................49 Датчики с выходом 4-20 мА для измерения давления №11 .................................................................50 Принцип действия датчиков давления 4-20мА ..................................................................................50 Датчики для измерения перепада давления №12.................................................................................54 Датчик 3051 CD Emerson (интеллектуальный): ...................................................................................54 Датчик Wika 700.01/02: .........................................................................................................................56 Разделительные мембраны, капилляры, импульсные трубки, выносные сенсоры для датчиков давления ................................................................................................................................................58 Измерения №1 Что называется измерением: Измерение — совокупность операций, выполняемых для определения количественного значения величины опытным путем с помощью специальных технических средств Виды измерений: Прямые и косвенные измерения: Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение величины получают непосредственно от средства измерений. Например, измерение длины линейкой или штангенциркулем. Косвенное измерение - Измерение, при котором искомое значение величины определяют (по математическим формулам или уравнениям) на основании результатов прямых измерений других величин, функционально связанных с искомой величиной. Например, измерение скорости автомобиля путем измерения времени и расстояния; нахождение плотности по массе и размерам с применением соответствующих формул. Абсолютные и относительные измерения: Абсолютные измерения - измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин или использовании значений физических констант (постоянных). Пример: Измерение силы F = m x g основано на измерении основной величины – массы m и использовании физической g постоянной (в точке измерения массы); в случае измерения температуры, абсолютная шкала — это шкала Кельвина. Ноль на этой шкале соответствует абсолютному нулю, то есть минимальной возможной температуре, при которой все молекулы перестают двигаться. Таким образом, измерение температуры в абсолютных единицах позволяет получить точное значение температуры без зависимости от других измерений или эталонов. Относительные измерения - измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Они полезны для сравнительного анализа, мониторинга и выявления различий или изменений величин со временем. Например, измерение температуры с использованием термометра, который показывает разницу в температуре относительно некоторой исходной точки. Статические и динамические измерения: Статические измерения проводятся в момент времени и фиксируют однократное значение параметра или характеристики объекта. Такие измерения не учитывают изменений со временем. Они полезны для получения мгновенного состояния или оценки объекта. Например, измерение температуры в комнате в определенный момент времени с использованием термометра. В данном случае, полученное значение будет представлять только текущую температуру в комнате без информации об изменениях с течением времени Динамические измерения проводятся на протяжении определенного периода времени и фиксируют изменения параметра или характеристики объекта в течение этого периода. Такие измерения позволяют анализировать и моделировать поведение объекта со временем. Например, измерение скорости движущегося автомобиля спидометром; Измерение уровня шума в комнате Совместные и совокупные измерения: Совместные измерения фокусируются на связи между различными параметрами, для определения одной величины. Например, измерение тока и напряжения в электрической цепи. (зная силу тока и напряжения можно посчитать мощность; зная напряжение и силу тока можно узнать сопротивление) Совокупные измерения используются для комбинирования информации из разных наборов данных и получения общих характеристик или оценок, которые позволяют лучше понять явление или объект (измерение нескольких величин одноименных величин одновременно. Например, нахождение среднего значения или суммы всех параметров Единство измерения: Понятие "Единство измерения" - это состояние измерений, при котором их результаты выражены в допущенных к применению в Российской Федерации единицах величин, а показатели точности измерений не выходят за установленные границы; Давайте рассмотрим пример. Представьте, что вы хотите измерить площадь прямоугольного участка земли. Вы используете ленту для измерения длины сторон и получаете значения 10м и 15м. Затем умножаете эти значения, получая площадь 150м2. Здесь мы измеряли длины сторон прямоугольника (прямые измерения), а затем использовали математическую операцию умножения для получения площади (косвенное измерение). Давайте рассмотрим еще один пример, чтобы проиллюстрировать различные виды измерений: Представьте, что вы хотите измерить температуру в двух разных комнатах. Вы используете термометр, который показывает значения в °C. Если в первой комнате термометр показывает 20 °C, а во второй комнате - 25 °C, это абсолютные измерения, так как значения показывают конкретные температуры в каждой комнате. Однако, если вы хотите сравнить температуру в обеих комнатах и сказать, что во второй комнате на 5 °C теплее относительно первой, это будет относительное измерение. Здесь мы сравниваем разницу в температуре между двумя точками, что является относительным представлением. Давайте рассмотрим еще один пример, чтобы проиллюстрировать различные виды измерений. Когда мы говорим о статических и динамических измерениях, можно представить ситуацию, когда вы измеряете скорость движения автомобиля. Если автомобиль стоит на месте, то измерение его скорости будет статическим, так как объект находится в состоянии покоя. Но когда автомобиль начинает двигаться, измерение его скорости становится динамическим, так как объект находится в движении. Давайте рассмотрим еще один пример, чтобы проиллюстрировать различные виды измерений: Допустим, у вас есть задача определить общий объем нескольких жидкостей, находящихся в разных контейнерах. Вы используете градуированную колбу для измерения объема каждой жидкости отдельно. Затем вы сложите все измеренные значения объема, чтобы получить общий объем всех жидкостей. В этом случае, использование градуированной колбы для измерения объема каждой жидкости является совместным измерением (мы сразу измеряли объёмы 2 жидкостей отдельно друг от друга), а сложение всех измеренных значений для получения общего объема — это совокупное измерение (мы измеряли весь объём этих жидкостей). Очень важно понимать, что при выполнении измерений необходимо обратить внимание на выбор правильных инструментов и методов измерения, а также следовать установленным стандартам и единицам измерения. Это обеспечит точность и надежность полученных данных. Погрешность №2 Что такое погрешности измерения Погрешность измерения — это Отклонение результата измерения от истинного (действительного) значения измеряемой величины. Измерения всегда сопряжены с определенной степенью неопределенности, которая проявляется через погрешности. Важно учитывать погрешности при выполнении измерений, так как они могут влиять на точность и достоверность результатов. Виды погрешностей: Абсолютная погрешность (Δ): это погрешность средств измерений, выраженная в единицах измеряемой величины. Разница между результатом измерения и истинным значением в абсолютных единицах измерения. Например, если мы измеряем длину провода и получаем результат 10м, а истинное значение составляет 9,8м, то абсолютная погрешность равна 0,2м. Δx = измеренное значение – истинное значение Относительная погрешность (δ): это отношение абсолютной погрешности к истинному значению величины, выраженное в процентах или в виде десятичной дроби. Продолжая пример с проводом, относительная погрешность будет равна (0,2м / 9,8м) * 100% = 2,04%. δ = (Δx / измеренное значение) * 100% Приведенная погрешность: это отношение абсолютной погрешности к шкале измерения, выраженное в процентах или в виде десятичной дроби. Если у нас есть измерительный прибор со шкалой измерения от 0 до 20 метров, то приведенная погрешность будет определяться как (абсолютная погрешность / 20м) * 100%. Систематическая погрешность (θ): это ошибка, которая возникает вследствие постоянного смещения результатов измерений в одну сторону. Например, если наш прибор всегда показывает значения, завышенные на 0,5м, то такая ошибка будет являться систематической. Случайная погрешность: это ошибка, вызванная случайными факторами, такими как шумы в электрических цепях, дрожание руки оператора и т.д. Она не имеет постоянного направления и может быть положительной или отрицательной. Инструментальная методическая погрешность: это ошибка, связанная с измерительным инструментом и его характеристиками. Например, использование не калиброванного или поврежденного прибора может привести к инструментальной методической погрешности. При выполнении измерений используются следующие понятия: Эталон — Мера (Контрольный образец) физической величины, измерительное оборудование, стандартный образец или измерительная система, предназначенные для определения, оценки, сохранения или воспроизведения единицы одного или более количественных значений величин, используемые в качестве стандарта или для воспроизведения известных характеристик при стандартизации анализа. Мера — это единица измерения, которая определяет размерность величины. Например, метр - это мера для измерения длины, а секунда - для времени Измерительный преобразователь — это устройство, которое преобразует физическую величину (например, температуру, давление, уровень) в соответствующий электрический сигнал, который может быть измерен и обработан другими приборами. Например, измерительный преобразователь температуры может преобразовывать изменение температуры в изменение напряжения или тока. Измерительный прибор — это Средство измерений, предназначенное для получения значений измеряемой физической величины в установленном диапазоне. Он может быть механическим, электронным или комбинированным. Механические приборы, такие как рулетка или линейка, используются для простых измерений, например, измерения длины. Электронные приборы, такие как мультиметры или термометры, предоставляют более точные и автоматизированные измерения различных параметров. Измерительная установка — это комплекс измерительных приборов и преобразователей, объединенных для выполнения специфических измерений или испытаний. Например, измерительная установка для проверки электрических параметров схемы может включать в себя генератор сигналов, осциллограф, мультиметр и другие приборы. Измерительная система — это комплекс взаимосвязанных измерительных приборов, преобразователей и устройств, используемых для измерения и анализа физических величин в определенном процессе или системе. Она может включать несколько измерительных установок и быть связанной с системой управления или контроля. Классы точности №3 Что такое классы точности? Классы точности используются для классификации измерительных приборов по их точности в соответствии с установленными стандартами. Класс точности определяет допустимую погрешность, которая может быть присутствовать при измерении прибором. В чем отличия классов точности? Различные классы точности обозначаются буквенными или цифровыми обозначениями, которые указывают на предельную погрешность измерений при использовании прибора. Чем меньше номер класса или буква, тем выше точность прибора. Отличие между классами точности заключается в допустимой погрешности измерений. Например, для класса точности 0.1, допустимая погрешность составляет 0.1% от измеряемой величины, а для класса точности 1.0 - 1% от измеряемой величины. Для букв есть определенные допуски (в числах), которые могут быть у прибора с этой меткой. Примеры классов точности: Давайте рассмотрим примеры, чтобы лучше понять, как работают классы точности. Представим, что у нас есть измерительный прибор для измерения температуры с классом точности 0.5. Если прибор показывает температуру 25 °C, то допустимая погрешность составляет ±0.125 °C (Абсолютная погрешность = 0.5%: 100 = 0.005 * 25 = 0.125). Это означает, что фактическая температура может быть в диапазоне от 24.875 до 25.125 °C. Также классы точности могут обозначаться буквами. Например, счетчики, у них существует 4 класса точности: «A», «B», «C», «D», при этом повышение по классу идет от класса «A» вверх. Как узнать класс точности применяемых на производстве приборов? Определение класса точности приборов можно найти в их технической документации или спецификации. Обращайтесь к руководству пользователя или контактируйте с производителем прибора для получения информации о его классе точности. Класс B в горизонтальном положении \ A в вертикальном (более подробно в 20 вопросе) Как узнать, соответствует ли прибор своему классу точности? Для проверки соответствия прибора его классу точности можно провести калибровку. Калибровка средств измерений — это совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений; Если результаты калибровки в пределах допустимой погрешности для данного класса точности, то прибор соответствует своему классу точности. Что такое индикатор у приборов: Техническое средство, предназначенное для установления наличия какой-либо физической величины или превышения уровня ее порогового значения, а также для выработки сигнала, воздействующего на объект без оценки его параметров с нормированной точностью. Устройство, обеспечивающее визуальную или другую индикацию наличия определенного состояния. Стандартные оборудования (датчики): Мера или измерительный прибор, соответствующий определенному классу точности подходящий для измерения необходимых параметров и проверяемый образцовым оборудование Образцовое оборудование (датчики): Образцовая мера или образцовый измерительный прибор, соответствующие высшей ступени поверочной схемы органа метрологической службы Прибор, используемый в качестве эталонного при проведении поверки. Инструмент, прослеживаемость поверки которого прямо или косвенно обеспечивается первичными стандартами, проводимыми государственной поверочной лабораторией или признанной лабораторией эталонов, которая имеет соответствующие стандарты. Что такое КИПиА или СИиА? №4 КИПиА – Контрольно-измерительные приборы и автоматика СИиА – Средства измерения и автоматизации Что относится: Контрольно-измерительные приборы (КИП) и автоматика включают в себя широкий спектр устройств и систем, используемых для измерения, контроля и автоматизации для ведения технологического процесса, согласно зоне обслуживания. Средства автоматизации: совокупность программных, технических и программно-технических средств, предназначенных для создания управляющих систем. Вот некоторые примеры: 1. Датчики: это устройства, которые измеряют физические величины, такие как температура, давление, уровень жидкости, поток и другие параметры. Например, термометры, манометры, ультразвуковые датчики уровня и т.д. 2. Регуляторы: они используются для поддержания заданных значений параметров в процессе. Например, терморегуляторы, регуляторы давления (механические, пневматические) и т.д., для поддержания простых процессов. 3. Исполнительные механизмы: любой механизм, осуществляющий воздействие на технологический объект управления по сигналу от автоматизированной системы. Это могут быть клапана, задвижки, пневматические или гидравлические приводы, релейные устройства. 4. Программируемый логический контроллер (ПЛК): это электронные устройства, используемые для автоматизации и контроля различных процессов. Они программируются для выполнения определенных задач и могут взаимодействовать с другими устройствами и системами. Например, при переключении контактов реле давления по достижению давления, отлучаются насосы. 5. Системы сбора данных и управления (РСУ): они используются для сбора, обработки и анализа данных из различных источников и по возможности автоматизированного управления различными процессами на основе заданных условий и алгоритмов. Это может включать в себя системы мониторинга и управления технологическими процессами, системы диспетчеризации и т.д. Электрические сигналы №5 Унифицированные сигналы — это стандартизированные способы представления и передачи информации между измерительными приборами и системами управления. Они используются для обмена данными о физических величинах (например, ток, давление, сопротивление, напряжение) между различными компонентами системы. Виды унифицированных сигналов: Токовой сигнал — это сигнал, который представляет физическую величину через изменение электрического тока. Например, 4-20 мА токовой сигнал может использоваться для передачи информации о измеренном давлении или температуре между датчиком и контроллером. При этом 4 мА соответствует минимальному уровню, а 20 мА - максимальному. При сопротивлении линии 250 Ом, при напряжении 1 В, сила тока будет 0,004 А (4мА), а при напряжении 5 В, будет 0,02 А (20мА) Давлением\воздушный сигнал — это сигнал, который представляет физическую величину через изменение давления или расхода воздуха. Например, сигнал 0,2-1 кгс/см2 используется для передачи информации о показаниях давления между датчиком и контроллером. При этом 0,2 кгс/см2 соответствует минимальному давлению, а 1 кгс/см2 максимальному. Сигнал сопротивления — это сигнал, который представляет физическую величину через изменение электрического сопротивления. Например, сигнал 0-10 кОм может использоваться для передачи информации о положении клапана или уровне жидкости. Напряженный сигнал — это сигнал, который представляет физическую величину через изменение электрического напряжения. Например, сигнал 1-5 В может использоваться для передачи информации о температуре или освещенности. При этом 1 В соответствует минимальному уровню, а 5 В - максимальному. Почему обычно используют значение сигнала не от 0 (4-20мА, 1-5В, 0,2 – 1 кгс/см2): при работе, например с токовым сигналом 4-20 мА легко обнаружить обрыв линии связи – ток будет равен нулю (т.е. выходить за пределы диапазона). Обрыв в цепи с сигналом 0 -5 мА (0-20 мА) обнаружить нельзя, так как ток, равный нулю, считается допустимым. Пример использования унифицированных сигналов: допустим, у нас есть промышленный процесс, требующий измерения уровня жидкости в резервуаре. Мы можем использовать токовой сигнал 4-20 мА для передачи этой информации. При минимальном уровне жидкости, ток составит 4 мА, а при максимальном - 20 мА. Этот сигнал будет интерпретирован приемником и отображен в виде соответствующего значения уровня жидкости. Виды сигналов: Аналоговый сигнал — это Сигнал, в котором характеристическая величина, отображающая информацию, может в любой момент принимать любое значение в пределах непрерывного интервала. То есть непрерывный сигнал, который принимает значения в определенном диапазоне. Он имеет бесконечное количество значений внутри заданного диапазона. Например, аналоговый сигнал может быть представлен изменением напряжения от 0 до 10В, где каждое значение напряжения соответствует определенной физической величине (например значению определенному значению температуры). Как пример можно привести микрофон или термосопротивление. Дискретный сигнал — это электрический сигнал (напряжение или ток), который определен только в отдельных точках или конечных интервалах на оси времени То есть сигнал, который может принимать только конкретные дискретные значения раз в какой-то момент времени (частота дискретизации (опроса)). Он имеет ограниченное количество значений и обычно представляет особые состояния или события. Например, дискретный сигнал может быть включен/выключен, открыт/закрыт, есть/нету, 1/0. Другими словами, дискретный сигнал может быть только в одном из состояний в момент опроса. Как пример можно привести реле. Цифровой сигнал — это бинарный сигнал, который представлен последовательностью дискретных состояний, которые в отличии от обычного дискретного сигнала, также имеет определённую длительность по времени импульсов напряжения, таких как 1 и 0. Цифровые сигналы используются для передачи информации в цифровых системах, где данные представлены двоичным кодом. Как пример можно привести HART - протокол Он представляет собой последовательность дискретных символов, таких как цифры 0 и 1, которые кодируют информацию. Влияние помех на сигнал 1 Пример использования различных видов сигналов: предположим, у нас есть система мониторинга температуры в помещении. Аналоговый сигнал может быть использован для измерения точной температуры, например, 25,4 °C. Дискретный сигнал может указывать, достигнута ли температура определенного порогового значения, например, "выше 30 °C " или "ниже 20 °C " (где 1 это достигла, 0 нет). Цифровой сигнал может кодировать информацию о текущей температуре в бинарном формате, где последовательность сигналов 1 и 0 содержит в себе информацию о состоянии. HART-протокол №6 Что такое HART протокол? HART (Highway Addressable Remote Transducer) — это цифровой протокол связи, который широко используется в системах автоматизации и контроля процессов. Он предоставляет возможность передачи как аналоговых, так и цифровых данных по одной паре проводов (контуру; петле), что делает его очень гибким и экономичным в использовании. Как формируется HART протокол? HART протокол формируется путем комбинирования аналогового сигнала переменного тока (4-20 мА) с цифровым сигналом путем модуляции сигнала переменной частоты поверх постоянного тока. Аналоговый сигнал используется для передачи основной информации, такой как измеряемая величина (например, давление, температура) или уставки. Цифровой сигнал добавляется для передачи дополнительных данных, таких как диагностическая информация, параметры настройки и др. Это позволяет устройствам, поддерживающим HART протокол, обмениваться данными с контрольной системой или другими устройствами. Для чего нужен HART протокол? Основная цель протокола HART - предоставить расширенную функциональность и возможность двусторонней коммуникации с подключенными устройствами. Он позволяет: 1. Получать данные о состоянии и параметрах измерительных приборов, такие как текущее значение измеряемой величины, диагностические данные, предупреждения о неисправностях и т.д. 2. Настроить и калибровать измерительные приборы на месте, без необходимости снятия с эксплуатации. 3. Управлять работой и конфигурацией измерительных приборов удаленно. HART протокол предоставляет множество преимуществ. Он позволяет получать дополнительную информацию о работе устройств, такую как состояние, диагностику, текущие значения и т.д. Это помогает операторам и инженерам быстро реагировать на изменения процессов и проводить эффективное обслуживание и ремонт оборудования. У каких устройств КИПа есть поддержка HART протокола? HART протокол широко применяется в различных устройствах КИПа, включая датчики (например, давления, уровня, температуры), исполнительные механизмы (например, клапаны) и аналитическое оборудование. Буквально каждое устройство, поддерживающее HART протокол, имеет способность передавать данные по этому протоколу. Для работы с HART протоколом требуется специальное оборудование, называемое HART коммуникатором. HART коммуникатор представляет собой портативное устройство, которое позволяет подключаться к HART-совместимым устройствам для настройки, мониторинга и управления ими. Подключение и особенности работы с HART коммуникатором: Для подключения и работы с HART устройствами используется специальное устройство - HART коммуникатор. HART коммуникатор позволяет осуществлять связь между контрольной системой и устройствами, поддерживающими HART протокол. Для работы с HART коммуникатором необходимо выполнить следующие шаги: 1. Физическое соединение: сначала нужно правильно подключить HART коммуникатор к устройству. Для этого часто используются 2-проводные кабели и разъемы. 2. Настройка коммуникатора: затем необходимо настроить параметры коммуникатора, чтобы он мог взаимодействовать с конкретным HART устройством. Это может включать в себя установку адреса устройства, скорости передачи данных и других параметров. 3. Чтение и запись данных: после физического подключения и настройки коммуникатора, можно приступить к чтению и записи данных с устройства. HART коммуникатор позволяет осуществлять запросы к устройству для получения информации о его состоянии, измеренных значениях, диагностических данных и т.д. Также можно изменять параметры устройства, устанавливать новые значения уставок и выполнять другие операции. 4. Отображение и анализ данных: Полученные данные от устройства могут быть отображены на экране HART коммуникатора. Обычно это включает в себя основную информацию, такую как текущие значения измеряемых величин, статус устройства и его диагностические данные. Кроме того, коммуникатор может предоставлять возможности анализа данных, графического отображения и создания отчетов для более детального изучения работы устройства. 5. Интерактивное взаимодействие: HART коммуникатор обеспечивает интерактивное взаимодействие с устройством. Оператор или инженер может отправлять команды устройству через коммуникатор, менять его настройки, запрашивать определенные данные и получать ответы от устройства. Это позволяет эффективно настраивать и обслуживать устройства в процессе работы. Если в цепи датчики, то это нагрузочный резистор, потому что у датчиков практически нулевое потребление тока, а резюк на конце добавляет в цепь чутка тока, короче он нужен, чтоб в цепи ток ходил Важно отметить, что HART коммуникаторы могут иметь различные функции и возможности в зависимости от производителя и модели. Некоторые коммуникаторы также могут поддерживать другие протоколы связи, помимо HART, что расширяет их функциональность и совместимость с различными устройствами. Электрические величины №7 Что такое вольт и ампер: Вольт (обозначается V) — это единица измерения электрического напряжения или потенциала. Она измеряет силу или энергию, с которой заряд передается через электрическую цепь. Один вольт равен энергии, полученной одним кулоном заряда при прохождении через электрическую схему с сопротивлением одного ома. Ампер (обозначается A) — это единица измерения электрического тока. Он показывает количество электричества, проходящего через электрическую цепь за одну секунду. Один ампер равен 1 кулону заряда, протекающему через проводник за одну секунду. Закон Ома назван в честь своего открывателя это ученый Георг Симон Ом. Ом проводил свои опыты с различными материалами и изучение их электропроводности. Так была разработана знаменитая формула, которая стала краеугольной в современной физике, которая вошла в школьные учебники: I=U/R. Сила тока пропорциональна величине напряжения и имеет обратную пропорциональность сопротивлению. Что такое напряжение: Напряжение — это разность потенциалов между двумя точками в электрической цепи. Оно обозначается символом "U" и измеряется в вольтах (В). Напряжение является той самой причиной, которая позволяет протекать электрический ток. Напряжение может быть постоянным (DC) или переменным (AC). Постоянное напряжение: Постоянное напряжение имеет постоянное значение, которое не меняет направление движения и всегда движется от плюса (+) к минусу (-) без существенного изменения со временем. Оно позволяет, например, аккумулировать заряд в батареях, аккумуляторах или использовать химические реакции для его получения. Переменное напряжение: Переменное напряжение меняется со временем и имеет форму синусоиды (потенциал каждого конца проводника изменяется по отношению к потенциалу другого конца проводника попеременно с положительного на отрицательный, при движении в одном направлении он возрастает, достигая максимума, именуемого амплитудным значением, затем спадает, на какой-то момент становится равным нулю, потом вновь возрастает, но уже в другом направлении и также достигает максимального значения). Такое напряжение обычно генерируется в сетях переменного тока (применяется, например, в розетке). Переменное напряжение, в частности, имеет такие параметры, как амплитуда (максимальное значение), частота (количество полных колебаний за секунду) и фаза. Что такое ток: Ток — это поток или движения электронов в проводнике в результате разности потенциалов между концами проводника. Он обозначается символом "I" и измеряется в амперах (А). Ток возникает при наличии разности потенциалов, которая приводит к перемещению зарядов по цепи от точки с более высоким потенциалом к точке с более низким потенциалом. Постоянный ток: Постоянный ток (DC) имеет постоянное значение во времени. Например, батарея обеспечивает постоянный ток в электрической цепи. Переменный ток: Переменный ток (AC) меняется со временем, как, например, в сетях переменного тока. Величина и направление тока периодически меняются, следуя форме изменяющегося напряжения. Это позволяет передавать его на большие расстояния с минимальными потерями Необходимо иметь в виду, что ток возникает только при наличии разности потенциалов. Например, когда вы подключаете электрическую нагрузку к источнику питания, по цепи начинает протекать ток. Если в цепи нет нагрузки, то ток будет практически отсутствовать. Что такое частота: Частота – это Число циклов периодического сигнала за единицу времени. То есть, период времени, в течение которого ток выполняет одно полное колебание, число полных колебаний за 1 с называется частотой тока и обозначается буквой f. Частота измеряется в герцах (Гц). В промышленности и быту большинства стран используют переменный ток с частотой 50 Гц. Эта величина показывает количество изменений направления тока за одну секунду на противоположное и возвращение в исходное состояние. Что такое сопротивление: Сопротивление — это электрическая характеристика материала, которая препятствует потоку электрического тока. Оно обозначается символом "R" и измеряется в омах (Ω). Сопротивление определяется материалом проводника, его длиной, площадью поперечного сечения и температурой. Материалы с высоким сопротивлением называются изоляторами, а материалы с низким сопротивлением - проводниками Электрическое сопротивление говорит о том, какое напряжение необходимо, чтобы заставить электрический ток определенной силы тока протекать через проводник. Можно провести аналогию с трубой, если в неё поместить камни, то насосу потребуется большее усилие, чтобы прокачать воду То есть, 1 Ом — это сопротивление проводника, в котором при напряжении 1 В проходит ток силой 1 А. Сопротивление Представьте, что есть труба, в которую затолкали камни. Вода, которая протекает по этой трубе, станет течь медленнее, потому что у нее появилось сопротивление. Точно также будет происходить с электрическим током. Сопротивление - физическая величина, которая показывает способность проводника пропускать электрический ток. Чем выше сопротивление, тем ниже эта способность. Теперь сделаем «каменный участок» длиннее, то есть добавим еще камней. Воде будет еще сложнее течь. Сделаем трубу шире, оставив количество камней тем же - воде полегчает, поток увеличится. Теперь заменим шероховатые камни, которые мы набрали на стройке, на гладкие камушки из моря. Через них проходить тоже легче, а значит сопротивление уменьшается. Электрический ток реагирует на эти параметры аналогичным образом: при удлинении проводника сопротивление увеличивается, при увеличении поперечного сечения (ширины) проводника сопротивление уменьшается, а если заменить материал изменится в зависимости от материала. Так же, чем тоньше и длиннее проводник, тем больше его сопротивление электрическому току. Весомое значение имеет также материал, из которого изготовлен проводник (материалы имеют разное сопротивлению току) Движение свободных носителей электрического заряда внутри проводника приводит к тому, что эти носители заряда сталкиваются с атомами проводника из-за чего нарушается их поток. Этот эффект называется сопротивлением, которое обладает свойством ограничивать электрический ток в электрической цепи. Столкновение носителей электрического заряда с атомами также имеет тепловой эффект. Единица измерения сопротивления - ом. Сопротивление влияет на величину тока в цепи по закону Ома: I = U / R, где I - ток, U - напряжение, R - сопротивление. Обычные виды сопротивлений включают резисторы, которые могут иметь различные значения сопротивления и мощности. Что такое ёмкость: Ёмкость — Электрический заряд (количество электричества), который элемент или батарея могут отдать во внешнюю цепь при определенных условиях разряда Она обозначается символом "C" и измеряется в фарадах (Ф). Ёмкость определяет количество заряда, которое может быть накоплено на конденсаторе при заданном напряжении. Конденсатор — это прибор, состоящий из заключенных в корпус двух электродов-обкладок, разделенных диэлектриком, и обладающий способностью накапливать электрические заряды. Когда на конденсатор подается напряжение, заряд собирается на обкладках, причем одна обкладка становится положительно заряженной, а другая - отрицательно заряженной. Заряды на обкладках создают электростатическое поле в диэлектрике конденсатора. Основные особенности конденсаторов: Ёмкость (C): Ёмкость конденсатора определяет его способность хранить заряд. Большая ёмкость означает большую способность конденсатора накапливать заряд при заданном напряжении. Единица измерения ёмкости - фарад (Ф). Однако в практических цепях обычно используются микрофарады (мкФ), нанофарады (нФ) или пикофарады (пФ). Диэлектрик: материал, разделяющий обкладки конденсатора и предотвращающий прямое электрическое соединение. Различные материалы могут использоваться в качестве диэлектрика, такие как керамика, полимеры, стекло и другие. Различные диэлектрики обладают разными электрическими свойствами. Реактивность: Конденсаторы обладают реактивностью, что означает, что их импеданс (сопротивление переменному току) зависит от частоты. В переменных цепях конденсаторы могут использоваться для фильтрации, временной задержки или сглаживания сигналов. Временные характеристики: Конденсаторы имеют время реакции при зарядке и разрядке. Это время зависит от ёмкости конденсатора и сопротивления в цепи. Применение конденсаторов: Сглаживание: Конденсаторы используются для устранения пульсаций напряжения или сигналов переменного тока в источниках питания и электронной аппаратуре. Фильтрация: Конденсаторы могут использоваться для фильтрации нежелательных частот или шумов в электрических сигналах. Аккумуляция энергии: Конденсаторы могут использоваться для хранения и высвобождения энергии в различных приложениях, таких как фотоэлементы и энергетические системы. Главное различие между конденсаторами и аккумуляторами заключается в том, что конденсаторы непосредственно хранят электрический заряд в виде электрического поля, а аккумуляторы превращают электрическую энергию в химическую, запасают ее, а потом обратно преобразуют химическую энергию в электрическую. При преобразованиях энергии часть ее теряется, поэтому даже у лучших аккумуляторов КПД составляет не более 90% в то время, как у конденсаторов он может достигать 99%. Что такое индуктивность: Индуктивность — это свойство проводника, позволяющее ему накапливать энергию в магнитном поле индуцированным током, протекающим через него (способность электрической системы создавать электромагнитное поле при изменении тока через нее). Она обозначается символом "L" и измеряется в генри (Гн). Индуктивность влияет на поведение тока в электрической цепи. Единица измерения индуктивности – генри (Гн). Однако в практике используются миллигенри (мГн), микрогенри (мкГн) Виды индуктивностей: Общие типы индуктивностей включают катушки, соленоиды и трансформаторы. Индуктивность — это электрический элемент, который проявляет свойства индукции электромагнитного поля (проще говоря индуктивность позволяет запасать энергию в виде магнитного поля). Катушка индуктивности состоит из провода, обмотанного вокруг магнитопровода (материала с высокой магнитной проницаемостью). При протекании переменного тока в катушке создается магнитное поле, которое хранит энергию. Индуктивность зависит от числа витков провода, площади поперечного сечения и материала катушки. Она похожа на конденсатор, только энергию накапливает не в виде электрического поля (и соответственно не в форме заряда), а в виде магнитного поля. Конденсатор хранит электрический заряд, а индуктивность хранит магнитный поток Когда через индуктивность протекает переменный ток, возникает электромагнитное поле вокруг катушки. Это поле создает обратное электродвижущее напряжение, направленное против изменений величины тока, определяемых законом Фарадея. Таким образом, индуктивность создает сопротивление для переменного тока. Основные особенности индуктивностей: Индуктивность (L): Индуктивность определяет способность элемента создавать электромагнитное поле при прохождении тока через него. Большая индуктивность означает большую способность создавать магнитное поле при заданном токе. Катушка: Индуктивность обычно создается обмоткой провода или катушки из материала с высокой магнитной проницаемостью Реактивность: Индуктивность также обладает реактивностью и имеет переменное сопротивление в зависимости от частоты тока. Временные характеристики: Индуктивность обладает временными характеристиками, включая время нарастания и установления тока при изменении входного сигнала. Применение индуктивностей: Фильтрация: Индуктивности применяются для фильтрации нежелательных частот и шумов, они могут препятствовать прохождению определенных частот сигналов. Усиление сигнала: В усилителях и других аудио- или радиочастотных устройствах индуктивности могут использоваться для усиления сигнала. Хранение энергии: Катушки индуктивности могут использоваться в комбинации с конденсаторами для создания колебательных контуров и систем хранения энергии. Трансформация энергии: Трансформаторы, которые являются комбинацией двух индуктивностей, используются для преобразования напряжения и энергии в электрических сетях. Диодный мост: Диодный мост— это электронное устройство, используемое для преобразования переменного тока (AC) в постоянный ток (DC). Он состоит из четырех диодов, соединенных в определенной конфигурации. Когда переменный ток подается на диодный мост, он проходит через диоды в определенном порядке, позволяя пропускать ток только в определенном направлении. Диодный мост может использоваться во многих электронных устройствах, включая выпрямители, источники питания, зарядные устройства и другие. Главная функция диодного моста - преобразование переменного тока в постоянный ток, который широко используется во многих электрических устройствах, чтобы обеспечить стабильное питание. Способы измерения: Для измерения напряжения используется вольтметр. Для измерения тока используется амперметр. Для измерения сопротивления используется омметр. Параллельное и последовательное соединение: Для измерения ёмкости используется мультиметр в режиме измерения ёмкости или отдельный спец прибор для измерения ёмкости Для измерения индуктивности используется RLC-метр Мультиметр: Имитация сигналов от датчиков с токовым выходом и датчиков термосопротивления: Имитировать выходной сигнал датчиков с токовым выходом проще всего с помощью специальных калибраторов токовой петли - они позволяют установить любое значение тока с высокой точностью. Если калибратора токовой петли под рукой нет, то задать нужный ток можно либо с помощью переменного резистора (для имитации датчика с пассивным токовым выходом), либо с помощью батареи и переменного резистора (для имитации датчика с активным токовым выходом). С помощью переменного резистора проще всего имитировать выходной сигнал датчика 4-20 мА. При этом номинал переменного резистора (значение его максимального сопротивления) подбирается исходя из величины напряжения питания (+U пит) на входных клеммах вторичного прибора и минимальной величины тока, которую мы планируем имитировать. Например, при напряжении +U пит равном 24В (величину этого напряжения можно узнать в руководстве по эксплуатации вашего вторичного прибора) и минимальном имитируемом токе 4 мА, нужен резистор сопротивлением не ниже 24В/4мА=6 кОм. Обычно резисторы с номиналом ровно 6 кОм не выпускаются, поэтому берем резисторы на 6,2 кОм из стандартного ряда номиналов или несколько больше. Не будет большой проблемой если вы возьмете резистор и на 10, 22, 51 и т.д. кОм, но в этом случае тяжелее будет установить требуемый ток, так как даже небольшой поворот оси резистора будет приводить к значительному изменению сопротивления и, следовательно, выходного тока. Необходимо учитывать, что с помощью переменного резистора не очень удобно имитировать датчики с выходом 0-5 и 0-20 мА (но в принципе можно). Особенно значения выходного тока, близкие к 0, в том случае, когда требуется высокая точность задания тока. В этом случае все же лучше применять калибраторы токовой петли. При использовании резистора в качестве задатчика тока необходимо помнить о том, что при одном из его крайних положений, когда сопротивление резистора равно нулю, ток в измерительной цепи может существенно превышать допустимые 5 или 20 мА. И в некоторых случаях это может привести к выходу из строя или входного канала вторичного прибора (если в нем нет ограничения величины входного сигнала) или другого оборудования, находящегося перед входом вторичного прибора (например, барьеры искро или взрывозащиты). Для исключения эффекта перегрузки входа рекомендуется последовательно с переменным резистором подключить постоянный резистор. Номинал этого резистора зависит от напряжения +U пит вторичного прибора и величины максимального тока, например, 24 мА. По закону Ома номинал такого резистора будет равен 24В/24мА=1 кОм. Для имитации токового сигнала датчика с активным выходом кроме переменного резистора потребуется еще и внешний источник питания (батарейка, аккумулятор, блок питания). Величина напряжения данного источника питания не должна быть меньше, чем указано в руководстве по эксплуатации на вторичный прибор (возможно ограничение максимальной величины входного тока) и уж тем более величина напряжения источника питания не должна быть больше, чем указано в инструкции - иначе можно выжечь вход вторичного прибора. Полярность включения внешнего источника питания также зависит от схемотехники входного канала вторичного прибора. Поэтому перед подключением прочтите инструкцию на вторичный прибор. Для ограничения максимального тока в цепи также рекомендуется использовать ограничительный постоянный резистор, включенный последовательно с переменным. Для имитации выходного сигнала датчика с выходным сигналом напряжения 0-1, 0-5 или 0-10В также понадобиться переменный резистор и источник питания (батарейка или АКБ). Но в данном случае резистор подключается параллельно батарейке и выполняет не функцию шунта, а функцию делителя напряжения. Номинал резистора может быть любым, но желательно достаточно большим, чтобы, во-первых, уменьшить величину потребляемого от источника питания тока и, вовторых, не шунтировать высокое входное сопротивление вторичного прибора. Рекомендуемый номинал переменного резистора от 10 кОм до 200 кОм и более. Напряжение источника питания (батарейки, АКБ) по возможности должно быть чуть больше, чем максимальное значение имитируемого сигнала. При имитации сигнала 0-1В в качестве источника питания рекомендуется использовать одну пальчиковую батарейку или аккумулятор формата АА напряжением 1,5 или 1,2В соответственно. Для сигнала 0-5В - четыре пальчиковых батарейки по 1,5В или аккумулятор на 6В, для сигнала 0-10В - один аккумулятор на 12В. В качестве задатчика напряжения также можно использовать лабораторный блок питания постоянного тока с регулируемым выходным напряжением в пределах 0-10В. Имитация подключения датчика термосопротивления для измерения температуры осуществляется с помощью одного переменного резистора. В зависимости от схемы подключения (двух-, трех-, или четырехпроводная) схема подключения будет несколько отличаться. Для имитации работы основных градуировок датчиков термосопротивления 100П, 50П, Pt100, Pt50, Cu100, Cu50, 50М, 100М в диапазоне температур от минус 50 до плюс 300 градусов будет достаточно номинала резистора 220 Ом. Конкретную схему подключения переменного резистора к входным клеммам вторичного прибора уточняйте в инструкции по эксплуатации вторичного прибора, учитывая, что перемычки, изображенные на рисунке, расположенном выше, выполняют роль компенсационной жилы. В качестве переменных резисторов во всех приведенных выше схемах лучше применять многооборотистые переменные или подстроечные резисторы - в этом случае выставить нужное значение тока или сопротивления будет намного проще. Так же лучше при наличии использовать магазин сопротивлений. Для более сложных проверок может потребоваться более сложное оборудование: Генераторы сигналов (например, функциональные генераторы, частотные генераторы, генераторы импульсов) используются для создания различных форм и частот сигналов. Осциллографы используются для наблюдения и анализа формы сигнала. Помимо этого, могут использоваться другие специализированные приборы в зависимости от конкретных целей и требований эксперимента или измерений. Давление №8 Что такое давление — это Сила, действующая на единицу площади Оно может быть определено как отношение силы, действующей перпендикулярно к площади, к самой площади: давление = сила / площадь. P=F/S Где P - давление, F - сила, S - площадь Па = H / m2 Виды давления: 1. Барометрическое (атмосферное) давление (Ратм): это Абсолютное давление околоземной атмосферы в определенный момент времени при определенной температуре и на определенной высоте над уровнем моря. То есть давление, которое вызывается массой атмосферного воздуха, действующего на единицу площади поверхности Земли. Оно является результатом взаимодействия атмосферы с землей и может меняться в зависимости от высоты над уровнем моря и погодных условий. 2. Абсолютное давление (Рабс): это давление, которое измеряется относительно абсолютного нуля давления. В принятой международной системе единиц (СИ), абсолютное давление измеряется в паскалях (Па) или ньютонах на квадратный метр (Н/м²). Pабс = Pизб + Pатм - если давление в сосуде больше атмосферного Pабс = Pатм - Pвак - если давление в сосуде меньше атмосферного 3. Избыточное давление (Ризб): это разница между абсолютным давлением и атмосферным давлением в определенном месте. Избыточное давление может быть положительным или отрицательным. Если оно положительное, то давление превышает атмосферное; если отрицательное, то давление ниже атмосферного. Pизб = Pабс – Pатм 4. Вакуум (разрежение): Вакуум представляет собой состояние сниженного давления или отсутствия газов. Он измеряется близкими к нулю значениями, где полный вакуум обозначается как 0 (или близкое к 0) паскалей. Pвак = Pатм – Pабс Соотношения единиц измерения давления с другими единицами: В основном это: атм; бар; па; кгс/см2 1 килограмм-сила на сантиметр квадратный (кгс/см2) = 0.967841 атмосфера (атм) 1 атмосфера (атм) = 1.033228 килограмм-сила на сантиметр квадратный (кгс/см2) 1 паскаль (Па) = 0.00001 бар (бар) 1 паскаль (Па) = 0.00750062 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.) 1 бар (бар) = 100000 паскалей (Па) 1 миллибар (мбар) = 100 паскалей (Па) 1 атмосфера (атм) = 101325 паскалей (Па) 1 атмосфера (атм) = 1.01325 бар (бар) 1 атмосфера (атм) = 760 миллиметров ртутного столба (мм рт. ст.) 1 атмосфера (атм) = 14.69595 фунтов на квадратный дюйм (psi) Манометры №9 Манометры (на примере РОСМА или Манотомь). Что такое манометры: Манометры - это приборы, которые используются для измерения давления в различных системах и процессах. Они являются важным инструментом для регулирования давления в промышленных установках. Они бывают разных типов: Образцовые манометры: Эти манометры используются для калибровки и проверки других манометров. Они обладают высокой точностью и используются в основном в лабораторных условиях, благодаря увеличенному диаметру и соответственно большему чувствительному элементу, если говорить про обычные манометры с трубкой бурдона, однако есть и более заточенные под лабораторные условия манометры, пример таким, это грузопоршневые манометры: Грузопоршневые манометры (ГПМ) В них измеряемое давление уравновешивается силой тяжести ненулевого поршня с грузами. ГПМ используются в качестве рабочих эталонов для воспроизведения единицы давления в диапазоне от 107 до 10 Па и предназначены для поверки и калибровки манометров более низкого класса точности. Поршень 1 с тарелкой 2 для грузов 3 перемещается внутри цилиндра 4. поршневая пара (колонка) погоняется таким образом, чтобы зазор между поршнем и цилиндром не превышал 0,01 мм. Для обеспечения равномерности зазора между 1 и 4, поршень 1 в момент измерения обязательно вращают по часовой стрелке. Внутренняя полость ГПМ заполняется рабочей жидкостью (керосином, трансформаторным или касторовым маслом). При открытом вентиле 5 в воронку 6 заливается рабочая жидкость, поршнем 7 винтового пресса 8 она засасывается внутрь манометра. К штуцерам 9 с запорными вентилями 10 подсоединяются поверяемые ГПМ. Вентиль 11 служит для слива жидкости из ГПМ. Для получения заданного давления на 2 с учетом ее массы и массы поршня 1 накладывают грузы 3, создающие определенную силу тяжести. Грузы 3 калиброваны, т.е. на них написано значение создаваемого ими давления. В состоянии равновесия давление внутри ГПМ равно: где m1, m2 - масса поршня с тарелкой и грузов соответственно; qн - нормальное ускорение свободного падения; Fэф - эффективная площадь поршня. Учитывая, что калибровка грузов производится для qн, при измерениях необходимо вводить поправку на местное ускорение свободного падения или перекалибровать грузы. Эффективная площадь поршня Fэф равна сумме площади торца поршня и половине площади зазора. Для ГПМ типа МП - 60 Fэф = 0,5 или 1 см2, что обеспечивает отсутствие прогиба поршня под тяжестью грузов. ГПМ может использоваться и как пресс при этом вентилем 12 отключается колонка, на один штуцер устанавливается образцовый манометр, а другом поверяемый. Класс точности ГПМ I. Разряд: К = 0,01; II. Разряд: К = 0,02; III. Разряд: К = 0,05. Типы ГПМ: МП - 0,4 - воздух; МП - 2,5 - керосин; МП - 6 и МП – 60 – трансформаторное масло; МП - 600 и МП - 2500 - касторовое масло (2500 - верхний предел измерения). Аммиачные манометры: Эти манометры предназначены для измерения давления аммиака или аммиачной смеси. Они имеют особые уплотнения и материалы, чтобы быть устойчивыми к негативным факторам этой и подобных сред (сред, которые могут негативно влиять на материалы обычных манометров), из-за чего их делают из коррозионностойкого материала. Кислородные манометры: Эти манометры предназначены для измерения давления кисл орода. Кислородные манометры обязательно должны иметь на шкале прибора полные Предельно допустимые концентрации жировых загрязнений на поверхностях, контактирующих с кислородсодержащими средами, при различных значениях давления. или условные обозначения кислород, маслоопасно. Кроме этого, для внешне отличия кислородных манометров от промышленных, европейские стандарты рекомендуют окрашивать корпус и (или) часть шкалы в голубой цвет. У нас же по ГОСТам присутствует обязательность окраски кислородного оборудования в голубой цвет или нанесение на него полосы этого же цвета. Они имеют специальные материалы и уплотнения, устойчивые к воздействию кислорода, чтобы предотвратить возможные реакции или воспламенение. Они отличаются повышенными требованиям к остаткам масляных остатков после производства для уменьшения вероятности возгорания. Широко применяются в медицинских учреждениях и промышленности. Виброустойчивые манометры: Эти манометры специально разработаны для использован ия в условиях сильных вибраций (таких как вибрация механического оборудования). Они имеют специальную конструкцию и гидрозаполнение глицерином или силиконом, которая позволяет им сохранять точность измерений даже при воздействии вибраций. Принцип действия манометров: Основной принцип заключается в использовании эластичного элементов, таких как трубки бурдона; мембраны; сильфон, которые деформируются под воздействием давления и преобразуют его в механическое перемещение указателя или в электрический сигнал и передают в электронный датчик. Это перемещение затем передается на шкалу или индикатор, где мы можем прочитать значение давления. Различные типы манометров могут иметь некоторые отличия в устройстве, но общий принцип остается примерно одинаковым (давление воздействует на какой-то чувствительный элемент) Устройство манометра с трубкой бурдона Устройство манометра с мембраной Сильфон Устройство манометров может немного различаться в зависимости от их типа, но общие компоненты включают: 1. Трубку или камеру: это основной, который подвергается давлению среды. Он может быть изготовлен из металла или эластомерного материала, в зависимости от требований к среде \ давлению \ типу (механический \ цифровой) 2. Механизм преобразования: Этот механизм связан с трубкой или капсулой и преобразует ее деформацию в измеряемую величину. Например, он может использовать механический механизм для перемещения измерительного указателя по шкале или преобразовывать деформацию в электрический сигнал. 3. Шкала: Шкала на манометре предоставляет наглядное отображение измеряемого давления. Она может быть представлена в различных единицах измерения, таких как паскали, бары, килограммы на квадратный сантиметр и т.д. Может быть в виде указателя или цифрового экранчика \ циферблата Трубка бурдона: В манометрах, трубка Бурдона используется для измерения давления. Она представляет собой гибкую металлическую трубку, обычно изготовленную из меди или нержавеющей стали, изогнутую в форме дуги или спирали. Когда в манометр подаётся давление, трубка Бурдона начинает разгибаться или раскручиваться, а это изменение формы трубки замечается с помощью специального механизма или сенсора. По полученным данным можно определить значение давления. Почему трубка бурдона стремится разогнутся: Давление действует на внутреннюю поверхность трубки Бурдона. Из-за разности площадей, на которые воздействует давление среды, трубка будет стремиться распрямиться. Получается, что при увеличении давления латунная трубка разгибается, а, при уменьшении - сгибается. Это приводит к перемещению запаянного конца трубки, который через тягу соединен с зубчатым сектором, воздействующим на шестерню со стрелкой. Положение стрелки с помощью нанесенной на прибор шкалы интерпретируется в величину показаний избыточного давления. Сильфон: Сильфонные датчики используют упругий элемент для реагирования на изменения давления. Они работают по принципу уравнивания избыточного давления силами упругой деформации сильфона. Избыточное давление подводят внутрь сильфона, при этом длина сильфона увеличивается, вследствие чего стрелка прибора через систему рычагов движется по шкале. Отличия сильфона от трубки бурдона: Сильфонные датчики идеальны для измерения низкого давления и обладают высокой точностью и чувствительностью. Они также надежные и имеют низкий гистерезис. Трубки бурдона хороши для высоких давлений, просты в использовании и недороги, но они менее чувствительны к низким давлениям и имеют больший гистерезис. Настройка манометров. Настройка манометра включает в себя определение его нулевого значения и коррекцию для достижения точности измерений. Они обычно могут иметь (но не всегда) несколько параметров настройки, таких как нулевая точка и диапазон измерений. 1. Нулевая точка: это значение соответствует отсутствию давления. При правильной настройке манометра, при отсутствии давления, стрелка или индикатор должны указывать на ноль. Если нулевая точка смещена, то манометр может показывать неправильные значения давления. Для настройки нулевой отметки используется специальный винт или гайка, которые позволяют перемещать указатель манометра до достижения нулевого значения. 2. Настройка диапазона: Некоторые манометры могут иметь встроенную возможность коррекции диапазона. Настройка диапазона позволяет установить соответствие между значениями на шкале и реальными значениями давления, для этого используются известные стандарты эталонов давления, с которыми сравниваются показания манометра и производится регулировка компонентов манометра для улучшения его точности. Настройка манометра может быть выполнена с помощью специальных регулировочных винтов. Настройка манометра требует аккуратности и внимания к деталям. Всегда следуйте инструкциям производителя Проверка манометров. Проверка манометров может проводиться как на месте в "поле", так и на специальных стендах. В "поле" необходимо убедиться, что манометр правильно установлен и подключен к системе. Затем можно проверить нулевую точку путём перекрытия рабочей среды и спуска давления при возможности (если среда не токсична и не опасна), при необходимости сравните показания манометра с другими известными точными (эталонными) манометрами или с измерительным прибором подключив его рядом или вместо текущего, чтобы убедиться в его точности. На стендах для проверки манометров используются специальные калибровочные устройства, которые позволяют сделать проверку полного диапазона по предназначенным для данного вида устройств методикам поверки. Манометр подключается к этому устройству, которое создает известное давление. Затем сравниваются показания манометра с известными значениями давления, чтобы определить его точность и корректировать при необходимости. Методика поверки - документ, содержащий совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых позволяет подтвердить соответствие средства измерений метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа средства измерений. Возможные неисправности манометров и методам их устранения. Вот некоторые распространенные неисправности: 1. Утечка: если манометр имеет утечку, то он может показывать неправильные значения давления или вообще не работать. В этом случае необходимо проверить уплотнения и прокладки манометра и заменить их при необходимости, если это не они, то возможно неисправен сам манометр и необходимо осматривать на предмет утечек сам манометр. 2. Смещение нулевой точки: если нулевая точка манометра смещена, то он будет показывать неправильные значения давления. Для исправления этой проблемы можно использовать регулировочные винты \ гайки или переставить стрелку, чтобы вернуть нулевую точку в правильное положение, но после этого нужно провести проверку и калибровку манометра. 3. Механические повреждения: если манометр был подвержен механическим повреждениям, таким как удары или перегрузки, его работоспособность может быть нарушена. В этом случае манометр может требовать ремонта или замены поврежденных компонентов. 4. Ошибочные показания: если манометр показывает неправильные значения, возможно, он нуждается в калибровке или регулировке. Проверьте показатели манометра и скорректируйте их при необходимости используя тестовый стенд. Измеряемые параметры: Основной параметр, который измеряется манометром, это давление (второстепенные возможные параметры, которые можно измерить манометром, это температура или уровень жидкости) в системе. Манометры измеряют давление различных сред, включая газы, жидкости и пары. Они могут измерять абсолютное давление (относительно атмосферного давления), избыточное давление (относительно нулевого значения) или дифференциальное давление между двумя точками. Давление может быть выражено в различных единицах измерения, таких как паскали, бары и т.д. Требования к монтажному положению манометров в различных средах. Манометр должен быть установлен вертикально или под небольшим углом ± 5°. Для предотвращения повреждений от вибраций и ударов, манометр может быть установлен на специальные амортизаторы по типу импульсных трубок или иметь защиту от вибраций. Манометр и прокладки доложены быть устойчивыми к используемой среде (температура, давление, защита от агрессивных сред). Место установки манометра должно быть хорошо проветриваемым и защищено от возможных источников воспламенения. При монтаже манометра на паровой системе, необходимо учитывать высокую температуру среды. Важно помнить, что требования к монтажу могут различаться в зависимости от конкретных условий и рекомендаций производителя. Сигнализаторы давления и электроконтактные манометры №10 (на примере ДМ2005Сг и Реле-давления (пресостат) Danfoss KPI-35) Принцип действия: Сигнализаторы давления и электроконтактные манометры основаны на использовании механизме переключения \ замыкания(размыкания) электрических контактов для передачи изменений давления в системе \ среде. Они работают по принципу переключения контактов при достижении определенного давления в системе или его разницы от установленного на датчике. Нормально замкнутый контакт и нормально разомкнутый контакт: Нормально замкнутый контакт (НЗК \ NC) и нормально разомкнутый контакт (НРК \ NO) — это термины, используемые для описания состояний контактов в электрических устройствах, таких как переключатели, реле и кнопки. Важно отметить, что состояние "нормально" означает базовое или предполагаемое состояние устройства без воздействия внешних факторов или действий оператора. Нормально замкнутый контакт (НЗК \ NC) представляет собой состояние контакта, при котором электрическая цепь замкнута. Это означает, что, когда устройство находится в своем нормальном состоянии или не подвергается воздействию внешних факторов, контакты физически соединены, и электрический ток может свободно протекать через них. Когда выключатель или реле находятся в положении НЗК, цепь закрыта, и электрический ток проходит через контакты. Нормально разомкнутый контакт (НРК \ NO), напротив, представляет собой состояние контакта, при котором электрическая цепь разомкнута. В нормальном состоянии или без воздействия внешних факторов контакты физически разъединены, и электрический ток не может протекать через них. Когда выключатель или реле находятся положении НРК, цепь разомкнута, и электрический ток не проходит через контакты. Однако с помощью переключателей и реле можно изменять состояние контактов, переводя их из НЗК в НРК и наоборот, зависимости от потребностей и управляющих сигналов. Схема подключения: Для подключения сигнализатора давления и электроконтактного манометра следует ознакомиться с инструкцией по установке, которая обычно прилагается к прибору и в которой должно быть указано какие контакты на клемах за что отвечают, обычно присутствует 4 контакта (земля, общий и 2 коммутационных NC; NO). Т.к эти устройства выступают в роли коммутаторов сигнала (то есть при замыкании \ размыкании переключении контакты пропускают через себя идущий от других устройств сигнал, а не генерирует его сами) Устройство и настройка: Перед началом эксплуатации необходимо ознакомится с документацией к прибору. Сигнализатор давления и электроконтактный манометр имеют основные компоненты: элемент, измеряющий давление (это может быть трубка бурдона \ сильфон в данном случае или что-то другое), механизм переключения контактов, электрические клемы для подключения, настроечные элементы и шкалы для отображения текущего давления (у ЭКМ – Электроконтактный манометр). ЭКМ. Электро контактный манометр. ТМ 5. Обзор, настройка и регулировка. - YouTube ЭКМ. Электро контактный манометр. ТМ 5. Подключение. - YouTube Настройка Pressure Switch KP 35 - YouTube Настройка позволяет задать пороговые значения давления, при достижении которых происходит срабатывание уставки или переключение контактов. Настройка может варьироваться в зависимости от конкретной модели и требований системы, в которой используется прибор. Проверка: Проверка сигнализатора давления и электроконтактного манометра может проводиться как в полевых условиях (на месте установки), так и на специальных стендах. В процессе проверки в поле необходимо убедиться, что контакты переключаются при достижении заданного давления и его недостатка до заданного, а у электроконтактного манометра проверить ещё и правильность показаний на шкале. На стендах можно провести более точную калибровку и проверку работоспособности прибора по определенной для данных устройств методике проверки с использованием измерительных стендов и специализированного программного обеспечения. Методика поверки - документ, содержащий совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых позволяет подтвердить соответствие средства измерений метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа средства измерений. Критерии хорошего контакта контактов: Сопротивление контакта: Используйте мультиметр или омметр для измерения сопротивления между контактами. Низкое сопротивление (близкое к нулю) указывает на хороший контакт, а высокое сопротивление (0,4+ кОм) может свидетельствовать о проблемах с контактами. Проверка изоляции между контактами: Для проверки изоляции между контактами используйте мультиметр или предпочтительнее омметр для измерения сопротивления между контактами. При хорошей изоляции сопротивление должно быть высоким, но примерно не ниже 20 Мом при температуре окружающего воздуха (20±5) °С и относительной влажности от 30 до 80 %. Неисправности и методы устранения: Некоторые возможные неисправности при работе сигнализатора давления и электроконтактного манометра могут включать неправильную работу механизма переключения контактов (окисление, ржавчина, нарушения работы механизма переключения), отсутствие сигнала при достижении пороговых значений и проблемы с измерением давления чувствительным элементом. Для устранения таких проблем рекомендуется проверить правильность подключения прибора и наличие сигнала в цепи, проверить состояние датчика давления (состояние контактов, их проводимость и контакт). Выходные сигналы и измеряемые параметры: Сигнализаторы давления и электроконтактные манометры могут иметь различные выходные сигналы будь то дискретные сигналы (есть \ нету) или другие в зависимости от используемых (возможно где-то цифра, где-то другие). Они измеряют параметры, связанные с давлением, и могут в зависимости от моделей измерять, такое как абсолютное давление, избыточное давление или разность давлений. Требования к монтажному положению на разных средах: При монтаже сигнализатора давления и электроконтактного манометра на различных средах (вода, газ, пар) необходимо учитывать особенности каждой среды и требования производителя. Например, для монтажа в водной среде могут потребоваться герметичность и защита от коррозии, а при монтаже в газовых средах можно столкнуться с требованиями к высоким температурам, давлению и вибрации. Датчики с выходом 4-20 мА для измерения давления №11 (на примере Emerson 3051 TG; TА (интеллектуальный), Danfoss MBS 1700 (обычный)) Датчики давления с выходом 4-20 мА являются широко используемыми устройствами в различных промышленных производствах. Они позволяют измерять давление в системе и передавать соответствующий сигнал по токовому петле. Принцип действия датчиков давления 4-20мА: Внутри датчика установлен чувствительный элемент (пьезорезистивный элемент, который при деформации изменяет своё сопротивление, которое пропорционально давлению). Он реагирует на изменение давления и преобразует его в электрический сигнал, который потом обрабатывается микропроцессором и преобразуется в выходной сигнал. При использовании сигнала в виде 4-20 мА. При 0 давлении выходной ток равен 4 мА, а при максимальном давлении – 20 мА. Величина тока пропорциональна измеряемому давлению. Этот токовый сигнал используется для передачи информации о давлении в контрольную систему или другое устройство. Теперь давайте рассмотрим две модели датчиков более подробно: 1. Emerson 3051 TG TА (интеллектуальный): Этот датчик обладает продвинутыми функциями диагностики и настройки. Он обеспечивает точные измерения давления и имеет высокую степень надежности. Для настройки параметров датчика, таких как диапазон измерений, фильтрация сигнала и уровни аварийных сообщений, может использоваться локальные элементы управления на самом датчике или специальное ПО для управления по HART - протоколу или с помощью портативного HART-коммутатора Может быть оборудован локальным дисплеем и компонентами для быстрого управления, настройки или проверки. 2. Danfoss MBS 1700 (обычный): Этот датчик также способен точно измерять давление и надежен в работе. В простых датчиках, таких как MBS 1700, имеется только выходной сигнал 4-20мА без HART – протокола и их настройка, и калибровка невозможна если нет элементов ручной локальной настройки на самом датчике. Примеры настройки 🛠: Для Emerson 3051 TG: Подключив датчик к программному обеспечению, можно настроить диапазон измерений, фильтрацию сигнала и настроить оповещение при превышении давления (при срабатывании устройство будет выдавать сигнал ошибки, например это 22мА или 3,75мА или другие из возможных для выбора) и другие разные параметры: Для Danfoss MBS 1700: он идет уже настроенный с завода и у него нет возможности настройки ручной настройки, только считывание показаний. Проверка датчиков: Проверка на месте в "поле" необходимо убедиться, что устройство правильно выдает показания, осмотреть на предмет повреждений, правильность и герметичность установки, наличие выходного сигнала на клемах, проверить на ноль, сверить показания с заведомо исправным манометром \ прибором. Проверка на стендах: при проведении лабораторных испытаний датчика на стендах, проверка выполняется согласно определенным методикам поверки для данного типа устройств или по методике от производителя. Методика поверки - документ, содержащий совокупность конкретно описанных операций, выполнение которых позволяет подтвердить соответствие средства измерений метрологическим требованиям, установленным при утверждении типа средства измерений. Возможные неисправности и методы устранения: Неисправности датчиков могут быть вызваны различными факторами, такими как механические повреждения, электрические сбои или конфигурационные ошибки. Вот несколько примеров и методов устранения: Проблема: Нулевая точка смещена. Решение: Проверьте, что значение нулевой точки правильно задано и соответствует условиям измерений при отсутствии давления. Попробуйте откалибровать датчик или перенастроить его. Проблема: Повреждение кабеля или соединительных клем. Решение: Проверьте кабель на наличие физических повреждений или разрывов. Если необходимо, замените кабель или произведите ремонт соединительного разъема. Проблема: Неправильная настройка датчика. Решение: Проверьте настройки датчика согласно инструкциям производителя. Перенастройте датчик на соответствующие параметры или проконсультируйтесь со знающими. Выходные сигналы и параметры измерения: Обычные датчики давления с выходом только 4-20 мА обычно имеют один выходной сигнал, представленный в форме токового сигнала. Величина выходного тока пропорциональна измеряемому давлению. Например, при отсутствии давления выходной ток составляет 4 мА, а при максимальном давлении - 20 мА. Но более современные и дорогие датчики имеют поддержку HART протокола (который позволяет производить удаленную настройку, диагностику и управление датчиком с помощью спец ПО) Параметры, измеряемые датчиками давления, зависят от конкретной системы и применения. Обычно они включают: Давление: Датчики используются для измерения абсолютного, избыточного или дифференциального давления. Единицы измерения: Давление может быть измерено в паскалях, барах, килопаскалях или других единицах, в зависимости от требований системы. Требования к монтажу в различных средах: Важно установить датчик таким образом, чтобы он получал точные и надежные данные о давлении. Расстановка приборов также может зависеть от конструкции системы и требований производственного процесса. Учтите следующее: В случае газообразных сред датчик должен быть установлен вертикально с тем, чтобы выходной шланг был направлен вниз, чтобы избежать задержки или попадания конденсата внутрь датчика. Для измерения давления в жидкостях датчик может быть установлен вертикально, горизонтально или даже наклонно в зависимости от конфигурации системы. Дополнительные требования: Проверьте совместимость материалов датчика с рабочей средой. Убедитесь, что материалы датчика и его присоединительных элементов не подвержены коррозии или другим воздействиям, характерным для конкретной среды. Обеспечьте правильную герметизацию и уплотнение датчика, чтобы предотвратить утечку давления и возможные повреждения системы. Датчики для измерения перепада давления №12 Датчик для измерения перепада давления (на примере Emerson 3051 CD (интеллектуальный) и Wika 700.01/02). Датчики перепада давления — это устройства, предназначенные для измерения разности давлений между двумя точками в системе, например, таких как падение давления на масляных или воздушных фильтрах, уровни жидкости (путем сравнения давления выше и ниже жидкости) или скорости потока (путем измерения изменения давления на сужении). Они работают на принципе измерения давления, оказываемого жидкостью или газом на определенную поверхность. Давление вызывает изменение физической характеристики датчика, которая затем преобразуется в механический или электрический сигнал, позволяющий измерить и отобразить \ передать перепад давления. Подробно про устройство и настройку каждого из этих датчиков, а также возможными неисправностями и методами их устранения. Датчик 3051 CD Emerson (интеллектуальный): Устройство: на дифференциальный датчик давление действует с двух сторон, поэтому корпус прибора имеет два соединительных штуцера: плюсовой и минусовой. Датчик показывает разницу давления со знаком соответствующим штуцеру. В датчике используется чувствительный элемент на базе емкостного сенсора, давление процесса через разделительные мембраны (мембрана изолирует чувствительный элемент от рабочей среды) и заполняющую жидкость передается на измерительную мембрану, расположенную между пластинами конденсатора. Под воздействием измеряемого давления мембрана изгибается и в результате изменяется электрическая ёмкость ячеек, образованных сенсорной мембраной и пластинами конденсатора. Генерируемый электрический сигнал преобразуется и передается на микроконтроллер. Настройка: Emerson имеет множество настроек: Диапазон измерения диф. давления; Единицы измерения; Настройка нуля Выходной сигнал: датчик поддерживает несколько видов унифицированного сигнала + HART – протокол Тестирование работоспособности: имитация выходного сигнала, тестирование контура и другое. Сигнал ошибка Проверка: Проверка датчика на месте в «поле» включает себя следующие шаги: 1. Проверьте физическое состояние датчика. Убедитесь, что он не поврежден и правильно установлен. 2. Проверьте электрическое подключение датчика. Убедитесь, что все провода правильно подключены и нет обрывов или коротких замыканий. 3. Проверьте работу передатчика. Установите мультиметр на режим измерения тока и проверьте, есть ли выходной сигнал от передатчика. Обычно это 4-20 мА или 0-10 В. 4. Проверка калибровки (нуля). 5. Проверка соответствия показаний. При проверке на стенде в лаборатории: 1. Проверяется правильность измерения на всем диапазоне датчика по определенной для данного типа устройств методике поверке. Примеры неисправностей и их устранений: Ошибка настройки - необходимо повторно настроить датчик в соответствии с требуемыми параметрами; Повреждение измерительного элемента - требуется замена элемента. Несоответствие выходного сигнала – проверить выходной сигнал с датчика; подключение датчика; проверить целостность проводов. Механическое повреждение мембран Неисправность электронного блока Выходные сигналы: Датчик 3051 CD Emerson (интеллектуальный) с чувствительного элемента получает аналоговый сигнал, затем преобразует его в цифровой, обрабатывает и преобразует в необходимый цифровой (HART) или аналоговый сигнал. (4-20мА \ 0-10 В). Сигнал ошибки, если программа самодиагностики обнаружит неисправность датчика, то для предупреждения пользователя аналоговый выходной сигнал будет установлен: либо ниже 3,75 мА, либо выше 22 мА. Высокий или низкий уровень сигнализации выбирается пользователем. Датчик Wika 700.01/02: Устройство: так же, как и Emerson корпус прибора имеет два соединительных штуцера: плюсовой и минусовой, где + это высокое давление, — это низкое давление. Устройство состоит из одного поршня с магнитом на конце, магнит передает показания на манометр при помощи ответного кольцевого магнита на указателе и поршень, который принимает на себя полное входное давление и второго небольшого поршня с пружиной, с другой стороны, который компенсирует силу давления первого, благодаря чему на манометре отображается перепад между + и – входом диф. Манометра. Может иметь герконовый выключатель (под действием магнита два контакта замыкаются, просто on \ off нагрузку), который при достижении определенного положения магнитного поршня, будет коммутировать сигнал нагрузки. Настройка: Нечего настраивать, просто показывающий манометр с возможностью прицепить герконовый выключатель для on\off нагрузки или вообще снять манометр, оставить только геркон, может быть подстрочный винт стрелки манометра для выставления 0. Проверка датчика на месте в «поле» включает себя следующие шаги: 1. Проверьте физическое состояние датчика. Убедитесь, что он не поврежден и правильно установлен. 2. Проверка положения стрелки при отсутствии давления (калибровка нуля). 3. Проверка соответствия показаний. При проверке на стенде в лаборатории: 2. Проверяется правильность измерения на всем диапазоне датчика по определенной для данного типа устройств методике поверке. Примеры неисправностей и их устранений: Повреждение измерительного элемента - требуется замена элемента. Механическое повреждение мембран Неисправность механизма (износ пружины, засорение, повреждение мембраны) Проверка: Проверка этого датчика может включать: Сравнение показаний с известными стандартными значениями; Сравнение с заведомо исправным манометром при подозрении на неправильную работу. Выходные сигналы: Датчик Wika 700.01/02 может только либо отображать показания на манометре, либо при наличии герконового переключателя может коммутировать подключенную нагрузку. Параметры, измеряемые этими датчиками: Основное назначение обоих датчиков, измерение перепада давления между двумя точками системы в различных средах, таких как вода, газ или пар. Так же датчики могут (в данном случае только Emerson) иметь дополнительные возможности, по типу измерения температуры рабочей среды Также следует учитывать требования к монтажному положению датчика в разных средах, например: Для воды - предпочтительно размещать датчик в горизонтальном положении для более точного измерения; Для газа - датчик размещается на газопроводе с необходимыми прокладками и герметизацией; Для пара - важно учитывать высокую температуру и давление, и применять соответствующие материалы для корпуса датчика. Разделительные мембраны, капилляры, импульсные трубки, выносные сенсоры для датчиков давления Разделительная мембрана — это тонкая перегородка, которая разделяет рабочую среду (обычно жидкость или газ) от самого чувствительного элемента. Ее основная цель - защитить чувствительный элемент от прямого контакта с измеряемой средой и предотвратить повреждение или коррозию датчика. Пример: Представьте, что у нас есть датчик давления, который мы хотим использовать для измерения давления в агрессивной химической среде. Если бы мы не использовали разделительную мембрану, то чувствительный элемент мог бы быть поврежден в результате контакта с этой средой. Разделительная мембрана позволяет изолировать датчик от агрессивной среды, обеспечивая надежную и безопасную работу. Капилляр — это узкий тонкий трубочный элемент, который используется для передачи давления от измеряемой среды к датчику. Он обеспечивает герметичность и точность измерений, а также позволяет снизить воздействия высоких температур от рабочей среды на датчик или установить датчик в удаленном месте от объекта измерения для обеспечения легкого доступа к нему. Пример: Представьте, что мы хотим измерить давление в высокотемпературной паровой системе. Установка датчика прямо на объект измерения может быть опасной или невозможной из-за высоких температур. В этом случае мы можем использовать капилляр, чтобы передать давление от паровой системы к датчику, который расположен в безопасном (отдалённом) месте. Капилляр обеспечивает безопасность и точность измерений, сохраняя датчик в безопасной зоне. Импульсные трубки – это элемент известный так же, как трубка Перкинса. Представляет собой стальной элемент, используемый для монтажа, защиты и отбора давления неагрессивных жидкостей, газов и пара. Она выполняет несколько функций: охлаждение измеряемой среды в сифоне для защиты контрольно-измерительного прибора от перегрева, а также гашение гидроударов помощью компенсирующей петли сифона, которая демпфирует пульсации гидравлического удара. Петлевые импульсные трубки Перкинса, включая прямые и угловые сифонные отводы, являются наиболее экономичным выбором для защиты и подключения приборов измерения давления на различных типах трубопроводов. Пример: Представьте мы хотим измерить давление в системе высокотемпературных паров. Установка датчика непосредственно на объект измерения может быть опасной или невозможной из-за высоких температур. В таком случае мы можем применить импульсную трубку, чтобы передать давление от паровой системы к датчику, расположенному в безопасном удаленном месте. Трубка Перкинса обеспечивает безопасность и точность измерений, позволяя установить датчик в безопасной зоне, где он может быть легко доступен. Выносной сенсор – это дополнительное устройство, которое позволяет установить датчик давления в одном месте, а само измерение проводить в другом месте. Он используется, когда требуется измерять давление в труднодоступных, опасных или неподходящих для обычных датчиков местах. Пример: Представьте, что у нас есть система трубопроводов с высокой температурой, и мы хотим измерить давление в определенной точке этой системы. Установка датчика прямо в трубопровод может быть проблемной т. к. датчик будет перегреваться. Вместо этого мы можем использовать выносной сенсор, который позволяет установить датчик в безопасном месте (на удалении от сенсора), а показания будут передаваться с сенсора установленного на точке измерения. Таким образом, мы можем получить данные о давлении в труднодоступных местах без необходимости установки датчика непосредственно проблемном месте. Недостаток выносных сенсоров: 1. Потеря точности: Использование выносных сенсоров может привести к уменьшению класса точности датчика и соответственно измерения давления из-за затухания сигнала, помех от других устройств по пути от сенсора до датчика. 2. Сложность обслуживания: В случае неисправности или необходимости обслуживания выносного сенсора, его замена или ремонт может быть сложнее и требовать больше времени и ресурсов, чем в случае с интегрированным датчиком давления. 3. Дополнительные затраты: датчики с выносными сенсорами имеют более высокую стоимость в виду их более сложной реализации ________________________________________1-12_________________________________________
