сАПФИР. Методичка - Сапфир. Учебнометодическое пособие по лабораторной работе Изучение преобразователей давления электрической ветви гсп типа "Сапфир22"
 Скачать 70 Kb.
|
|
Уфимский государственный нефтяной технический университет Кафедра автоматизации химико-технологических процессов Учебно-методическое пособие по лабораторной работе «Изучение преобразователей давления электрической ветви ГСП типа “Сапфир-22”» Уфа 2003 Учебно-методическое пособие предназначено для изучения принципа действия и устройства преобразователей давления типа «Сапфир-22» («Метран‑22»). Пособие содержит описания преобразователей и принципов их работы, задание на работу и порядок градуировки вторичного прибора. Составители: Кирюшин О.В., доц., канд. техн. наук, Кабанова Л.К., ст. преподаватель Рецензент Новоженин А.Ю., ст. преподаватель Уфимский государственный нефтяной технический университет, 2003. 1. Цель работы и требования к отчету 1 Целью работы является градуировка шкалы вторичного прибора по входному сигналу, а также изучение принципа действия и устройства преобразователей типа «Сапфир-22». Отчет должен содержать: 1) цель работы; 2) схему лабораторной установки; 3) таблицу-протокол; 4) расчет погрешностей и график. 2. Краткие теоретические сведения 2.1. Назначение преобразователей Преобразователи давления типа «Сапфир-22» («Метран-22») предназначены для работы в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают непрерывное преобразование значения измеряемого параметра - давления избыточного, абсолютного, гидростатического, разряжения, разности давлений нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной сигнал дистанционной передачи (0 - 5 мА, 0 - 20 мА и др.). Преобразователи разности давлений могут использоваться для преобразования значений уровня жидкости, расхода жидкости или газа, а преобразователи гидростатического давления - для преобразования значений уровня жидкости в унифицированный токовый выходной сигнал. Преобразователи разности давлений при работе с блоком извлечения корня БИК-1 могут использоваться для получения линейной зависимости между выходным сигналом и измеряемым расходом. Преобразователи относятся к изделиям ГСП и предназначены для работы со вторичной регистрирующей и показывающей аппаратурой, регуляторами и другими устройствами автоматики, машинами централизованного контроля и системами управления, работающими от стандартного входного сигнала 0...5 или 0...20 мА постоянного тока. 2.2. Устройство и работа преобразователя Преобразователь состоит из измерительного блока и электронного устройства. Преобразователи различных параметров имеют унифицированное электронное устройство и отличаются только конструкцией измерительного блока. И 2 змеряемый параметр подается в камеру измерительного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента и изменение электрического сопротивления тензорезисторов тензопреобразователя, размещенного в измерительном блоке. Электронное устройство преобразователя преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя. Схема преобразователей «Сапфир-22ДИ» моделей 2150, 2160 и 2170 и «Сапфир-22ДИВ» модели 2350 представлена на рис. 1.  3 Мембранный тензопреобразователь 3 размещен внутри основания 9. Внутренняя полость 4 тензопреобразователя заполнена кремнийорганической жидкостью и отделена от измеряемой среды металлической гофрированной мембраной 6, приваренной по наружному контуру к основанию 9. Полость 10 сообщена с окружающей атмосферой. Измеряемое давление подается в камеру 7 фланца 5, который уплотнен прокладкой 8. Измеряемое давление воздействует на мембрану 6 и через жидкость воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменение сопротивления тензорезисторов. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока 1 по проводам через гермовывод 2. Преобразователи «Сапфир-22ДА» моделей 2050 и 2060, предназначенные для измерения абсолютного давления, отличаются от вышеописанных тем, что полость 10 вакуумирована и герметизирована. Преобразователи «Сапфир-22ДД» моделей 2410, 2420, 2430, 2434, 2440 и 2444, предназначенные для измерения разности давлений, отличаются тем, что в них используется тензопреобразователь мембранно-рычажного типа, который размещен внутри основания в замкнутой полости, заполненной кремнийорганической жидкостью, и отделен от измеряемой среды двумя металлическими гофрированными мембранами. Мембраны соединены между собой центральным штоком, перемещение которого передается рычагу тензопреобразователя, что вызывает деформацию тензопреобразователя. Преобразователи «Сапфир-22ДИ» моделей 2110, 2120, 2130, 2140 и «Сапфир-22ДИВ» моделей 2310, 2320, 2330, 2340 отличаются тем, что одна из камер сообщена с окружающей атмосферой. 3. Экспериментальная часть 3.1. Описание лабораторной установки Схема лабораторной установки представлена на рис. 2. На ней обозначено: ИП – измерительный прибор (миллиамперметр М325), ПР – преобразователь «Сапфир-22ДИ», G – источник питания постоянного тока 22БП-36, Р – регулятор давления, М – манометр, R1 – резистор МЛТ.  4 Давление от компрессора (на схеме не показан) величиной 1,6 кгс/см2 подается на регулятор Р, с помощью которого можно регулировать подаваемое на преобразователь давление в пределах от 0 до 1,6 кгс/см2. Величина подаваемого давления измеряется манометром. Преобразователь преобразует величину давления в унифицированный токовый сигнал (0...5 мА), который воспринимается миллиамперметром. 3.2. Принцип градуировки шкалы вторичного прибора Одной из целей лабораторной работы является градуировка шкалы вторичного прибора (миллиамперметра) по входному сигналу. Для преобразователя входным сигналом является давление, выходным - токовый сигнал. Таким образом, целью работы является градуировка шкалы миллиамперметра в единицах давления с помощью преобразователя давления «Сапфир». Для этого достаточно определить величины подаваемого на преобразователь давления, соответствующие каждой из отметок шкалы миллиамперметра (т. е. при 0, 1, 2, 3, 4 и 5 мА). Опытные данные снимаются при прямом и обратном ходе и результаты записываются в таблицу-протокол (см. табл. 1). 3.3. Порядок выполнения работы 1) До начала проведения измерений подготовить таблицу-протокол (см. табл. 1). 2) Подать давление на установку. 3 5 ) С помощью регулятора Р добиться совпадения стрелки милливольтметра с первой отметкой шкалы. 4) Записать в таблицу-протокол показания манометра. 5) Повторить действия 3 и 4 для остальных отметок шкалы. 6) Аналогично снять данные при обратном ходе. 3.4. Обработка результатов Вариация определяется как разность показаний при прямом и обратном ходе: Вi = Рпр.i - Робр.i. Вычисление диапазона измерений: N = Рmax - Рmin. Приведенная вариация определяется как отношение максимальной вариации к диапазону измерений и выражается в процентах: emax = Вmax / N *100 %. На основании данных табл. 1 строится график в координатах "ток - давление". Таблица 1
| ||||||||||