Типы измеряемого давления
Преобразователи, в зависимости от модификации, позволяют измерять различные типы давлений:
избыточное (ДИ);
избыточное-вакуумметрическое (ДИВ);
дифференциальное (ДД).
Преобразователь дифференциального давления (ДД) совместно с расходомерными шайбами позволяет измерять расход жидких и газообразных сред и уровень жидкости в сосудах под давлением.
Верхний предел измерений
Верхний предел измерения давления среды зависит от типа давления. Диапазоны верхних пределов с указанием допустимых перегрузок приведены в таблице.
Нижний предел измерений преобразователя равен нулю или нижнему предельному значению из таблицы.
Преобразователь является многопредельным и настраивается на предприятии-изготовителе на максимальный верхний предел измерения (Pmax). В процессе эксплуатации преобразователь можно перенастраивать на более низкий предел измерения (Pв), предусмотренный для данной модели.
Многопредельность преобразователя определяется коэффициентом предельности преобразователя Кп, вычисляемому как отношение Pmax / Pв. Коэффициенты многопредельности преобразователя, в зависимости от модификации, приведены в таблице.
Верхние пределы измерений и пределы допустимой перегрузки
| Тип давления | Код верхнего предела измерения | Минимальный верхний предел измерения, МПа | Максимальный верхний предел измерения, МПа | Допустимое давление перегрузки, МПа |
|---|---|---|---|---|
| ДИ* | 0,01 | 0,001 | 0,01 | 0,4 |
| 0,04 | 0,004 | 0,04 | 0,6 | |
| 0,1 | 0,01 | 0,1 | 1,0 | |
| 0,4 | 0,04 | 0,4 | 2,5 | |
| 1,0 | 0,1 | 1,0 | 4,0 | |
| 4,0 | 0,4 | 4,0 | 6,0 | |
| 7,0 | 0,7 | 7,0 | 10,5 | |
| ДД* | 0,007 | 0,00007 | 0,007 | 13 |
| 0,04 | 0,0004 | 0,04 | ||
| 0,2 | 0,002 | 0,2 | ||
| 0,7 | 0,007 | 0,7 | ||
| 2,0 | 0,02 | 2,0 | ||
| ДИВ | 0,01 | ± 0,001 | ± 0,01 | 0,6 |
| 0,1 | ± 0,01 | ± 0,1 | 1,0 | |
| 0,4** | 0,04 | 0,4 | 2,5 | |
| 1,0** | 0,1 | 1,0 | 4,0 | |
 Примечание* Нижний предел измерения – 0 МПа. ** Нижний предел измерения – минус 0,1 МПа. | ||||
В отдельных случаях перегрузка давлением может привести к незначительным изменениям нормированных характеристик преобразователя. Чтобы исключить изменения нормированных характеристик преобразователя после воздействия перегрузки, следует скорректировать начальное значение выходного сигнала (см. раздел).
Обозначение моделей
По конструктивным особенностям преобразователи делятся на модели в зависимости от материала измерительной мембраны, типа штуцера порта давления и электрического соединителя сигнальной линии.
Обозначение модели преобразователя состоит из трех цифр:
первая цифра обозначает код материала мембраны, контактирующей с измерительной средой;
Соответствие кода обозначения и материала мембраны
Код обозначения 1 3 Материал мембраны Сталь AISI 316L Керамика Al2O3 вторая цифра обозначает код типа измерительного штуцера;
Соответствие кода обозначения и типа штуцера
Код обозначения 1 5 Тип штуцера М20 × 1,5 Фланец третья цифра обозначает код типа электрического соединителя.
Соответствие кода обозначения и типа соединителя
Код обозначения 5 Тип электрического соединителя Кабельный ввод
Основная погрешность
Основная погрешность определяется как относительная погрешность измерения, выраженная в процентах от максимального диапазона измерения (Pmax).
Максимальная точность измерения достигается на максимальном верхнем диапазоне измерения. В случае установки более низкого диапазона измерения возможно увеличение основной погрешности преобразователя.
Максимальные коэффициенты многопредельности (Кп) и допустимые величины основной погрешности преобразователя в зависимости от Кп приведены в таблице.
Коэффициенты многопредельности и величины основной погрешности преобразователя
| Тип измеряемого давления | Максимальный коэффициент предельности, Кп | Основная погрешность, % | ||
|---|---|---|---|---|
| Кп = 1 | 2 ≤ Кп ≤ 10 | 11 ≤ Кп ≤ 100 | ||
| ДИ, ДИВ | 10 | ± 0,1 | ± (0,1 + 0,01 × Кп) | – |
| ± 0,25 | ± (0,25 + 0,015 × Кп) | |||
| ДД | 100 | ± 0,1 | ± (0,1 + 0,01 × Кп) | ± (0,1 + 0,011 × Кп) |
| ± 0,25 | ± (0,25 + 0,012 × Кп) | ± (0,25 + 0,014 × Кп) | ||
Вариация выходного сигнала не превышает 0,25 значения основной погрешности преобразователя.
Индикация
Преобразователь поставляется с жидкокристаллическим индикатором и трехкнопочной клавиатурой. Кнопки и индикатор позволяют частично настраивать преобразователь, а также устанавливать «нуль» преобразователя без использования дополнительных устройств.
Перечень редактируемых параметров и последовательность редактирования приведены в разделе.
Выходной интерфейс
Преобразователь с цифровым выходным сигналом HART-протокола имеет возможность передавать информацию об измеряемой величине в цифровом виде по двухпроводной линии связи вместе с сигналом постоянного тока 4–20 мА. Цифровой сигнал преобразователя может приниматься и обрабатываться любым устройством, поддерживающим протокол HART (например, HART-коммуникатором или ПК с HART-модемом).
HART-интерфейс подразумевает работу в режиме «ведущий-ведомый» (master-slave), преобразователь выступает в качестве ведомого (slave). Для работы преобразователя в сети требуется наличие ведущего устройства (master), в качестве которого может использоваться ПК или прибор высокого уровня, например, ПЛК.
Дополнительные характеристики
Причины возникновения дополнительной погрешности преобразователя:
изменение температуры окружающего воздуха в рабочем диапазоне температур, выраженная в процентах от диапазона изменения выходного сигнала, на каждые 10 °С не превышает 0,5 от значения основной погрешности;
влияние статического давления (для моделей ПД200-ДД) на каждый 1 МПа не превышает 0,2 от значения основной погрешности;
воздействие вибрации, в процентах от диапазона изменения выходного сигнала, не превышает 0,2 от значения основной погрешности.
Размах пульсации аналогового выходного сигнала преобразователя не превышает 0,1 % от диапазона выходного сигнала при номинальных значениях напряжения питания и сопротивления нагрузки.
Стабильность преобразователя – не хуже 0,2 от значения основной погрешности за год.
Во время передачи сигналов по протоколу HART допустимо наличии в линии пульсаций с амплитудой ± 1,5 мА.
Время включения преобразователя, измеряемое как время от момента подачи напряжения питания преобразователя до установления выходного сигнала в допустимых пределах основной погрешности, составляет не более 5 секунд (при отключенном демпфировании выходного сигнала преобразователя).
Время установления выходного сигнала преобразователя при скачкообразном изменении измеряемого параметра, составляющем 100 % от диапазона измерений преобразователя, не превышает 0,2 секунды (при отключенном демпфировании выходного сигнала преобразователя).
Преобразователь имеет защиту от обратной полярности напряжения питания.
Преобразователи всех исполнений имеют линейно-возрастающую зависимость выходного сигнала от входной измеряемой величины. Так же имеется возможность программной установки квадратичной зависимости.
Характеристики преобразователя
| Наименование | Значение |
|---|---|
| Потребляемая мощность, не более | 0,8 Вт |
| Степень защиты согласно ГОСТ 14254 | IP65 |
| Средняя наработка на отказ | 500 000 часов |
| Средний срок службы | 12 лет |
| Масса, не более: | |
| 4,0 кг |
| 1,4 кг |
Электрическое питание преобразователей общепромышленного исполнения и взрывозащищенного исполнения вида «взрывонепроницаемая оболочка» осуществляется от источника питания постоянного тока напряжением 18–42 В.
Схема внешних электрических соединений преобразователя приведена в разделе.
Допускаемое сопротивление нагрузки (RH) для выходного сигнала 4–20 мА должно быть в пределах 0…1200 Ом. Необходимое минимальное напряжение питания преобразователя определяется формулой:
где Uпит – минимальное напряжение питания преобразователя, В;
RH – сопротивление нагрузки, Ом;
Imax = 0,025 А.
Рекомендуемый диапазон сопротивлений нагрузки 50…100 Ом. Для преобразователя с HART-интерфейсом сопротивление нагрузки должно быть не менее 250 Ом.
Условия эксплуатации
Преобразователь следует эксплуатировать в следующих условиях:
атмосферное давление от 84,0 до 106,7 кПa;
температура окружающего воздуха в рабочем диапазоне от –40 до + 80 °С (достоверность индикации гарантируется в диапазоне от –20 до +70 ºС);
относительная влажность окружающего воздуха 80 % при температуре + 35 °С и более низких температурах с конденсацией влаги;
диапазон температуры измеряемой среды от –40 до +100 °С.
Ограничения, накладываемые на рабочие (измеряемые) среды:
рабочая среда должна быть неагрессивна по отношению к контактирующим с ней материалам преобразователя и не должна кристаллизоваться или затвердевать в полости измерительной камеры преобразователя;
рекомендуется снизить температуру измеряемой среды, поступающей в рабочую полость преобразователя, до +80 °С посредством монтажа последнего на отводные трубки или используя импульсные линии.
По способу защиты человека от поражения электрическим током преобразователь относится к изделиям класса 0I ГОСТ 12.2.007.0.
По электромагнитной совместимости преобразователь относится к оборудованию класса А согласно ГОСТ Р 51522.
Устойчивость к механическим воздействиям преобразователя согласно ГОСТ Р 52931–2008:
L3 для ПД200-ДД;
V2 для остальных модификаций.