При избора на сензори за налягане всеки потребител си поставя за цел да измерва налягането с точността, посочена в техническата документация. Това е един от критерии за избор на сензор. В паспорта на сензора стандартите GOST изискват да бъдат посочени приемливи стойности основна грешкаизмервания (+ - от истинското налягане). Тези стойности съгласно GOST 22520 са избрани от диапазона 0,075; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5%; и т.н. зависи от технически възможностипродукти. Основният индикатор за грешка е нормализиран за нормални (т.е. идеални) условияизмервания. Нормалните условия се определят съгласно GOST 12997. Тези условия са посочени и в процедурата за проверка на средствата за измерване. Например, според MI1997, за да определите основната грешка, която трябва да зададете следните условияоколна среда сряда:
- температура 23+-2оС,
- влажност от 30 до 80%,
- банкомат налягане 84-106,7 kPa,
- захранване 36+-0.72V,
- липса на външни магнитни полета и др.
Както можете да видите, условията на работа на сензора при определяне на основната грешка са почти идеални. Следователно всяка лаборатория за калибриране трябва да има възможност да ги регулира. Например, за регулиране на температурата в помещението се използват устройства за микроклимат (нагревател, климатик и др.). Но какви показания от сензора ще получим в реални условия на работа в съоръжението, например при +80°C или -30°C, е въпрос. Отговор на този въпрос дава индикаторът допълнителна грешка, който също е стандартизиран в TU и GOST.
Допълнителна грешка - Отклонение на функцията на преобразуване, причинено от една въздействаща величина (температура, налягане, вибрации, радиосмущения, захранващо напрежение и др.). Изчислено като разлика(пренебрегвайки знака) между стойността на грешката в работниците(действителните) условия на измерване и стойността на грешката при нормални условия.
Разбира се, всички фактори на условията на работа влияят на изходния сигнал. Но за сензорите за налягане (трансмитери) най-значимият ефект е отклонението на температурата на околния въздух. В GOST 22520 допълнителната грешка се нормализира за всеки 10°C отклонение от нормалните условия (т.е. от 23°C). Допустимите отклонения според GOST изглеждат така:

Ако сензорът отговаря на тези допуски по време на температурно изпитване, тогава той „съответства на GOST 22520“, което в повечето случаи е написано в документацията за сензора.
Нека анализираме точността на сензора, който отговаря на GOST 22520, когато е изложен на температура. Например, сензор с основна грешка от 0,5% и работен температурен диапазон от -30..+80°C при 30°C може да направи грешка с 0,5+0,45=0,95%, при 40°C (отклонение от 2 deci. °C) съответно 1,4% и накрая при 80°C получаваме точност от 3,2% - това е сумата от основната и допълнителните грешки. Позволете ми да ви напомня, че имаме работа със сензор от 0,5%, а при работа при 80°C получаваме точност от 3,2% (приблизително 6 пъти по-лошо) и такъв сензор отговаря на изискванията на GOST 22520.
Резултатите не изглеждат много добре и със сигурност няма да зарадват купувача на сензор с посочена точност от 0,5%. Затова повечето производители го правят термична компенсация на изходния сигнали изискванията за допълнителни сензори са затегнати в спецификациите за конкретен сензор. грешки поради температура. Например за сензорите SENSOR-M в техническите спецификации поставяме изискване по-малко от 0,1% на 10°C.
Цел на температурната компенсация– намаляване на доп грешка от температура до нула. Природа доп Ще разгледаме подробно температурните грешки и методите за температурна компенсация на сензорите в следващата статия. В тази статия бих искал да обобщя.
Необходимо е да се вземе предвид основна грешка и допълнителнав зависимост от необходимата точност на измерване в рамките работни температурисензор Допълнителната грешка на всеки сензор може да бъде намерена в паспорта, ръководството за експлоатация или спецификациите на продукта. Ако индикаторът е доп грешките не са посочени в тях. Документация за сензора, тогава той просто отговаря на изискванията на GOST, които анализирахме по-горе.
Човек също трябва да прави разлика диапазон на температурна компенсацияИ Диапазон на работната температура. В диапазона на температурна компенсация, доп грешката е минимална; когато излезете извън диапазона на температурна компенсация, изискванията се прилагат отново

Основен качествени характеристикина всеки измервателен сензор е грешката на измерване на контролирания параметър. Грешката на измерване на дадено устройство е степента на несъответствие между това, което измервателният сензор е показал (измерил) и това, което действително съществува. Грешката на измерване за всеки конкретен тип сензор е посочена в придружаващата документация (паспорт, инструкция за експлоатация, процедура за проверка), която се доставя с този сензор.

Според формата на представяне грешките се делят на абсолютен, роднинаИ даденогрешки.

Абсолютна грешкае разликата между стойността на Xiz, измерена от сензора, и действителната стойност на Xd на тази стойност.

Действителната стойност Xd на измерената величина е експериментално установената стойност на измерената величина, която е възможно най-близка до нейната истинска стойност. Говорейки на прост езикДействителната стойност на Xd е стойността, измерена от референтно устройство или генерирана от калибратор или сетер с висок клас на точност. Абсолютната грешка се изразява в същите единици като измерената стойност (например m3/h, mA, MPa и др.). Тъй като измерената стойност може да бъде по-голяма или по-малка от действителната си стойност, грешката на измерването може да бъде със знак плюс (показанията на устройството са надценени) или със знак минус (уредът подценява).

Относителна грешкае отношението на абсолютната грешка на измерване Δ към действителната стойност Xd на измереното количество.

Относителната грешка се изразява като процент или е безразмерна величина и може да приема както положителни, така и отрицателни стойности.

Намалена грешкае отношението на абсолютната грешка на измерване Δ към нормализиращата стойност Xn, постоянно за целия диапазон на измерване или за част от него.

Нормализиращата стойност Xn зависи от типа на скалата на измервателния сензор:

1. Ако скалата на сензора е едностранна и долната граница на измерване е нула (например скалата на сензора е от 0 до 150 m3/h), тогава Xn се приема равен на горната граница на измерване (в нашия случай Xn = 150 m3/h).
2. Ако скалата на сензора е едностранна, но долната граница на измерване не е нула (например скалата на сензора е от 30 до 150 m3/h), тогава Xn се приема равен на разликата между горната и долната граница на измерване ( в нашия случай Xn = 150-30 = 120 m3/h ).
3. Ако скалата на сензора е двустранна (например от -50 до +150 ˚С), тогава Xn е равна на ширината на обхвата на измерване на сензора (в нашия случай Xn = 50+150 = 200 ˚С).

Дадената грешка се изразява като процент или е безразмерна величина и може да приема както положителни, така и отрицателни стойности.

Доста често описанието на конкретен сензор показва не само обхвата на измерване, например от 0 до 50 mg/m3, но и обхвата на отчитане, например от 0 до 100 mg/m3. Дадената грешка в този случай се нормализира към края на диапазона на измерване, тоест до 50 mg/m3, а в диапазона на отчитане от 50 до 100 mg/m3 грешката на измерване на сензора изобщо не се определя - в всъщност сензорът може да покаже всичко и да има всяка грешка в измерването. Диапазонът на измерване на сензора може да бъде разделен на няколко измервателни поддиапазона, за всеки от които може да се определи собствена грешка, както по големина, така и във формата на представяне. В този случай при проверка на такива сензори всеки поддиапазон може да използва свои собствени стандартни измервателни уреди, списъкът на които е посочен в процедурата за проверка на това устройство.

За някои устройства в паспортите се посочва класът на точност вместо грешката на измерване. Такива инструменти включват механични манометри, показващи биметални термометри, термостати, индикатори на потока, стрелкови амперметри и волтметри за панелен монтаж и др. Класът на точност е обобщена характеристика на измервателните уреди, определена от границите на допустимите основни и допълнителни грешки, както и редица други свойства, които влияят върху точността на измерванията, направени с тяхна помощ. Освен това класът на точност не е пряка характеристика на точността на измерванията, извършвани от това устройство, той само показва възможния инструментален компонент на грешката на измерване. Класът на точност на устройството се прилага към неговия мащаб или тяло в съответствие с GOST 8.401-80.

При определяне на клас на точност на устройство, той се избира от серията 1·10 n; 1,5 10 n; (1,6·10 n); 2·10n; 2,5 10 n; (3·10 n); 4·10n; 5·10n; 6·10n; (където n =1, 0, -1, -2 и т.н.). Стойностите на класовете на точност, посочени в скоби, не са установени за новоразработени измервателни уреди.

Грешката на измерване на сензорите се определя например по време на тяхната периодична проверка и калибриране. С помощта на различни настройки и калибратори се генерират определени стойности на едно или друго с висока точност физическо количествои сравняват показанията на проверявания датчик с показанията на стандартен измервателен уред, към който се подава същата стойност на физическата величина. Освен това грешката на измерване на сензора се контролира както по време на движение напред (увеличаване на измереното физическо количество от минимума до максимума на скалата), така и когато обратен ход(намаляване на измерената стойност от максимума към минимума на скалата). Това се дължи на факта, че поради еластичните свойства на чувствителния елемент на сензора (мембрана на сензора за налягане), различни дебити химична реакция(електрохимичен сензор), топлинна инерция и др. Показанията на сензора ще бъдат различни в зависимост от това как се променя физическото количество, което влияе върху сензора: намалява или се увеличава.

Доста често, в съответствие с процедурата за проверка, показанията на сензора по време на проверка трябва да се извършват не според неговия дисплей или скала, а според стойността на изходния сигнал, например според стойността на изходния ток на токовият изход 4...20 mA.

За сензора за налягане, който се проверява с измервателна скала от 0 до 250 mbar, основната относителна грешка при измерване в целия диапазон на измерване е 5%. Сензорът има токов изход от 4...20 mA. Калибраторът приложи налягане от 125 mbar към сензора, докато изходният му сигнал е 12,62 mA. Необходимо е да се определи дали показанията на сензора са в приемливи граници.

Първо е необходимо да се изчисли какъв трябва да бъде изходният ток на датчика Iout.t при налягане Рт = 125 mbar.

Iout.t = Ish.out.min + ((Ish.out.max – Ish.out.min)/(Rsh.max – Rsh.min))*Рт

където Iout.t е изходният ток на сензора при дадено налягане от 125 mbar, mA.

Ish.out.min – минимален изходен ток на датчика, mA. За сензор с изход 4…20 mA, Ish.out.min = 4 mA, за сензор с изход 0…5 или 0…20 mA, Ish.out.min = 0.

Ish.out.max - максимален изходен ток на датчика, mA. За сензор с изход 0...20 или 4...20 mA, Ish.out.max = 20 mA, за сензор с изход 0...5 mA, Ish.out.max = 5 mA.

Рш.max – максимум на скалата на датчика за налягане, mbar. Psh.max = 250 mbar.

Rsh.min – минимална скала на датчика за налягане, mbar. Rsh.min = 0 mbar.

Рт – налягане, подавано от калибратора към сензора, mbar. RT = 125 mbar.

Заместване известни стойностиполучаваме:

Iout.t = 4 + ((20-4)/(250-0))*125 = 12 mA

Тоест, при налягане от 125 mbar, приложено към сензора, неговият токов изход трябва да бъде 12 mA. Разглеждаме границите, в които изчислената стойност на изходния ток може да се промени, като се има предвид, че основната относителна грешка при измерване е ± 5%.

ΔIout.t =12 ± (12*5%)/100% = (12 ± 0,6) mA

Тоест, при налягане от 125 mbar, приложено към сензора при текущия му изход, изходният сигнал трябва да бъде в диапазона от 11,40 до 12,60 mA. Според условията на проблема имаме изходен сигнал от 12,62 mA, което означава, че нашият сензор не отговаря на посочената от производителя грешка на измерване и изисква настройка.

Основната относителна грешка при измерване на нашия сензор е:

δ = ((12,62 – 12,00)/12,00)*100% = 5,17%

Проверката и калибрирането на инструменталните устройства трябва да се извършват при нормални условия на околната среда на атмосферно налягане, влажност и температура и при номиналното захранващо напрежение на сензора, тъй като по-високите или по-ниските температури и захранващото напрежение могат да доведат до допълнителни грешки при измерването. Условията за проверка са посочени в процедурата за проверка. Устройствата, чиято грешка на измерване не попада в границите, установени от метода за проверка, се настройват или регулират отново, след което се проверяват отново, или, ако настройката не доведе до резултати, например поради стареене или прекомерна деформация на датчика се ремонтират. Ако ремонтът е невъзможен, устройствата се бракуват и се извеждат от експлоатация.

Ако въпреки това устройствата могат да бъдат ремонтирани, тогава те вече не подлежат на периодична, а на първична проверка с изпълнението на всички точки, посочени в процедурата за проверка за този вид проверка. В някои случаи устройството е специално подложено на малък ремонт (), тъй като според метода на проверка извършването на първична проверка се оказва много по-лесно и по-евтино от периодичната проверка, поради разликите в набора от стандартни измервателни уреди, които се използват за периодична и първична проверка.

За да консолидираме и тестваме получените знания, препоръчвам да направите това.

Температурна грешкасензор

Тази грешка не е посочена в информационния лист на сензора, тъй като самият сензор я няма. Може да се елиминира чрез промяна на веригата за превключване на сензора (чрез замяна на стабилизатора на напрежението, захранващ сензора със стабилизатор на ток и преминаване от трипроводна линия към четирипроводна линия). Но ако това не е направено, тогава получената грешка, поне приблизително, трябва да се вземе предвид при изчисляването на получената грешка на канала.

Промени в показанията поради отклонение на работните условия от нормалните, т.е. допълнителните грешки се нормализират чрез посочване на коефициентите на влияние на промените в отделните въздействащи величини върху промените в показанията във формуляра. Въпреки че всъщност тези функции на влиянието на влияещите фактори като правило са нелинейни, за по-лесно изчисление те се считат приблизително за линейни и получените допълнителни грешки се определят като

къде е отклонението от нормалните условия.

Максимална стойност на температурна грешка при = 3K:

За да преминете от изчислената максимална стойност на тази грешка, която възниква, когато максимални отклонениятемператури до 5 или 35 °C, до стандартно отклонение е необходимо да се знае законът за разпределение на температурата в цеха. Нямаме данни за това. Нека приемем напълно евристично предположение, че температурата е нормално разпределена и 8 дни в годината достига критични стойности, а останалите 365 - 8 = 357 дни, т.е. 357/365 = 0,98 случая, не е извън границите. Според таблицата на нормалното разпределение откриваме, че вероятността P = 0,98 съответства на граница от ± 2,3y. Оттук:

Нормални параметри на разпределение k = 2.066, h = 0.577, e = 3

Температурната грешка е мултипликативна, т.е. получен чрез умножение (грешка на чувствителността). Широчината на лентата на грешката нараства пропорционално на нарастването на входната стойност x, като при x=0 също е равна на 0.

Грешка на сензора поради колебания на захранващото напрежение

Тази грешка е чисто мултипликативна и се разпределя по същия закон като отклонението на мрежовото напрежение от номиналната му стойност от 220V. Разпределението на мрежовото напрежение е близко до триъгълното с приети граници над ± 15%. Стабилизаторът премахва люлеенето на колебанията на напрежението с K=25 пъти, т.е. на изхода на стабилизатора разпределението също е триъгълно, но със замах 15%/25=0,6%. Максималната стойност на тази грешка: gUD = 15%. Стандартно отклонение за триъгълно разпределение.

1. Характеристики на използването на сензори за налягане

Областите на приложение на сензорите за налягане (преобразувателите на налягане) са доста широки, но по правило всяко конкретно приложение има свои специфики, които трябва да се вземат предвид при проектирането на сензорите.

Най-общо всички приложения на датчици за налягане могат да бъдат разделени на две основни групи:

• Измерване на действителното налягане (или вакуум) на всяка среда в тръбопровод или технологична инсталация;
• Измерване на нивото на течности в контейнери (цистерни) чрез измерване на налягането на колоната течност (хидростатичен сензор за ниво).

При избора на сензори за налягане от двете групи е необходимо да се изяснят следните характеристики на приложение:

• Хигиенни изисквания:Хранително-вкусовата и фармацевтичната промишленост поставят високи изисквания към сензорите за налягане по отношение на хигиената както на мястото на контакт с продукта, така и отвън (като правило те са изработени изцяло от неръждаема стомана). Асортиментът на KIP-Service LLC включва сензори за налягане KLAY-INSTRUMENTS, които са специално проектирани за използване в млечната, пивоварната и хранително-вкусовата промишленост.
• Наличие на сертификати:Често за различни приложения, в допълнение към обичайния сертификат за съответствие GOST R (или декларация за съответствие), се изискват допълнителни сертификати. Например счетоводните системи изискват сертификат за одобрение на типа измервателни уреди; за използването на сензори за налягане в хранително-вкусовата промишленост е необходимо заключение от SES; за приложения в опасни производства е необходимо разрешение от Rostechnadzor и др.
• Изисквания за защита от експлозия:Във взривоопасни индустрии (например нефтена и газова, химическа, алкохолна промишленост) се използват взривобезопасни сензори за налягане. Най-широко използваните видове защита от експлозия за сензори са искробезопасни Ex ia вериги и взривозащитен корпус Ex d, изборът на които се определя от конкретното приложение.
• Тип на измерваната среда:ако измерваната среда е вискозна, агресивна, слабо течна или има някакви други специфични свойства (например наличие на частици мръсотия), тези характеристики също трябва да се вземат предвид. Възможно е това приложение да изисква използването на мембранни сензори за налягане (оборудвани с разделителна мембрана), които предпазват чувствителния елемент на сензора от излагане на агресивна среда.
• Наличие на външни влияния:наличието на вибрации, електромагнитни полета или други механични или електрически влияния.

Когато избирате сензори за налягане за приложения от група I при измерване на налягания, по-големи от 1 bar, вие също трябва да имате предвид:

• Наличие на воден удар в системата:ако в системата може да има воден удар, сензорът за налягане трябва да бъде избран с достатъчна граница за претоварване (пиково налягане) или трябва да се вземат мерки за компенсиране на водния удар (заглушители, специални сензори и др.) на място;
• Допълнително оборудване:По правило при измерване на налягането сензорите се монтират с помощта на 3-пътни вентили; освен това при измерване на налягането на парата се препоръчва свързването на сензори за налягане чрез специално устройство - тръба на Perkins, което намалява температурата на средата, действаща върху сензор за налягане.

При избора на сензори за налягане за използване като сензори за хидростатично ниво е необходимо да се вземе предвид фактът, че стойността на налягането на една и съща височина на колоната течност може да се промени с промени в плътността на измерваната среда.

2. Диапазон на измерване

Диапазон на измерване на сензора за налягане - диапазонът от стойности на налягането, при прилагане на който сензорът ще извършва измервания и линейно преобразуване на измерената стойност в единен изходен сигнал.

Диапазонът на измерване се определя от долната и горната граница на измерване, които съответстват на минималните и максималните стойности на измереното налягане. Примери за диапазони на измерване: 0…1 bar, 0…2,5 MPa, –100…100 KPa.

При избора на сензори за налягане е необходимо да се има предвид, че сензорите идват както с фиксиран диапазон на измерване (например датчици за налягане PD100), така и с регулируем диапазон на измерване (например сензори за налягане KLAY-INSTRUMENTS). За сензори за налягане с фиксиран диапазон на измерване стойностите на изходния сигнал са строго обвързани с границите на измерване. Например, сензор за налягане PTE5000 при налягане от 0 MPa ще изведе 4 mA, а при налягане от 0,6 MPa ще изведе 20 mA, тъй като е твърдо конфигуриран за диапазона от 0 ... 0,6 MPa. От своя страна сензорът за налягане KLAY 8000-E-S има регулируем обхват от 0-1...4 bar, което означава, че при налягане от 0 bar сензорът ще изведе по същия начин 4 mA, а сензорът ще изведе 20 mA при всяко стойност от диапазона 1...4 bar, която се настройва от потребителя със специален потенциометър “SPAN”.

3. Температура на процеса

Температурата на измерваната среда е много важен параметърпри избора на сензори за налягане. При избора на сензор е необходимо температурата на процеса да не надвишава допустимия работен температурен диапазон.

В хранително-вкусовата промишленост се извършват краткотрайни (20 до 40 минути) CIP и SIP процеси на почистване (дезинфекция), когато температурата на околната среда може да достигне 145 °C. За такива приложения трябва да се използват сензори, които са устойчиви на такова временно излагане на високи температури, като сензорите за налягане KLAY-INSTRUMENTS SAN - 8000-SAN и 2000-SAN.

Показанията на всички сензори за налягане, използващи тензорно-резистивния принцип на преобразуване, силно зависят от температурата на измерваната среда, тъй като съпротивлението на резисторите, които изграждат измервателната верига на сензора за налягане, също се променя с температурните промени.

За сензорите за налягане се въвежда концепцията за „температурна грешка“, която е допълнителна грешка при измерване за всеки 10 °C промяна в температурата на измерваната среда спрямо основната температура (обикновено 20 °C). По този начин трябва да се знае температурата на процеса, за да се определи общата грешка на измерване на сензора за налягане.

За да намалите влиянието на температурата в измервателите на налягане, използвайте различни схемитемпературна компенсация.

Въз основа на използването на температурна компенсация, всички сензори за налягане могат да бъдат разделени на три групи:

• Бюджетни сензори за налягане, които не използват вериги за термична компенсация;
• Сензори от средна цена, използващи вериги за пасивна термична компенсация;
• Сензори за високо налягане за системи, изискващи точност на измерване, които използват вериги за активна температурна компенсация.

За измерване на налягането на среда с постоянна температура над 100 °C се използват специални сензори за високотемпературно налягане, които позволяват измерване на налягането на среда с температура до 250 °C. По правило такива сензори са оборудвани с охлаждащ радиатор и/или имат специална конструкция, която позволява частта от сензора с електрониката да бъде поставена в зона с приемлива работна температура.

4. Тип връзка между сензора и процеса

Тип на свързване на сензора към процеса - видът на механичното включване на сензора за налягане в процеса за извършване на измервания.

Най-популярните връзки за трансмитери за налягане от общ индустриален дизайн са резбови съединения G1/2″ DIN 16288 и M20x1.5.

При избора на сензор трябва да се уточни вида на връзката, за да се осигури лесно инсталиране в съществуваща система без допълнителна работа (заваряване, нарязване на други видове резби и др.)

Най-разнообразните видове използвани технологични връзки са хранително-вкусовата, целулозно-хартиената и химическата промишленост. Например сензорите за налягане KLAY-INSTRUMENTS, които са специално проектирани за тези индустрии, могат да бъдат произведени с повече от 50 различни опциивключване в процеса.

Изборът на тип връзка е най-актуален за хранително-вкусовата промишленост, тъй като наред с удобството, връзката трябва преди всичко да осигури „хигиена“ и липса на „мъртви зони“ за процеса на саниране. За сензорите за налягане, предназначени да работят в контакт с храни, има специални сертификати, потвърждаващи техните „санитарни“ свойства - европейският сертификат EHEDG (European Hygienic Equipment Design Group) и американският сертификат за санитарни стандарти 3A. В Русия за сензори в контакт с хранителна среда, необходимо е да има санитарен възел епидемиологичен доклад. В асортимента на KIP-Service LLC изискванията на тези сертификати отговарят на сензори от серията 8000-SAN и 2000-SAN от KLAY-INSTRUMENTS.

5. Параметри на околната среда

При избора на трансмитери за налягане трябва да се вземат предвид следните параметри на околната среда:

• Температура на околната среда;
• Влажност на околната среда;
• Наличие на агресивни среди;

Всички параметри на околната среда трябва да бъдат в приемливи граници за избрания сензор за налягане.

Ако е наличен в заобикаляща средаагресивни вещества, много производители на сензори за налягане (включително KLAY-INSTRUMENTS BV) предлагат специални версии, които са устойчиви на химически влияния.

Когато работят в условия на висока влажност с чести температурни промени, сензорите за налягане от много производители са изправени пред проблема с корозията на сензорите за налягане. Основната причина за корозия на сензорите в сензорите за налягане е образуването на конденз.

За измерване на относителното налягане сензорите за свръхналягане изискват комуникация между сензора и атмосферата. В евтините сензори сензорът е свързан към атмосферата поради незапечатания корпус (конектор IP65); мокър въздух, при този дизайн, след като попадне вътре в сензора, той кондензира при спадане на температурата, като по този начин постепенно причинява корозия на измервателния елемент.

За приложения, при които конвенционалните сензори за налягане се повредят поради корозия на сензора, индустриалните сензори за налягане KLAY-INSTRUMENTS са идеални. При преобразувателите за налягане KLAY сензорът е свързан с атмосферата чрез специална „дишаща“ мембрана, изработена от материал Gore-Tex, която предотвратява проникването на влага в сензора.

В допълнение, сензорните контакти на всички сензори KLAY са запълнени по подразбиране със специално синтетично съединение за допълнителна защитасензор против корозия.

6. Тип изход на сензора за налягане

Най-често срещаният аналогов изходен сигнал за сензори за налягане е унифициран токов сигнал 4...20 mA.

Почти винаги 4 mA съответства на долната стойност на диапазона на измерване, а 20 mA - на горната стойност, но понякога се появява обратен сигнал (обикновено при вакуумни диапазони). Също така в индустрията има сензори за налягане с други типове аналогови изходни сигнали, например: 0...1 V, 0...10 V, 0...20 mA, 0...5 mA, 0... 5 V.

Гамата от датчици за налягане, съхранявани от KIP-Service LLC, включва само датчици с изходен сигнал от 4...20 mA. За да получите друг тип изходен сигнал от 4...20 mA, можете да използвате универсалния преобразувател на сигнали Seneca Z109 REG2, който взаимно преобразува почти всички видове унифицирани сигнали за ток и напрежение, като същевременно осигурява галванична изолация.

Интелигентните сензори за налягане, в допълнение към основния сигнал 4...20 mA, могат да бъдат произведени с поддръжка на протокола HART, който може да се използва за конфигуриране или получаване на информация за състоянието на сензора и допълнителна информация.

В допълнение към аналогов изход, интелигентните сензори за налягане се предлагат и с цифров изход. Това са сензори с изход по протокола Profibus PA, който SIEMENS използва в своите устройства.

7. Необходима точност на измерване

При изчисляване на грешката на измерване на сензорите за налягане е необходимо да се вземе предвид, че в допълнение към основната грешка има допълнителна грешка.

Основна грешка- стойността на грешката на сензора за налягане спрямо обхвата на измерване, обявен от производителя за нормални условия на работа. По правило следните условия се разбират като нормални работни условия:

• Околна и работна температура - 20 °C;
• Налягането на работната среда е в обхвата на измерване на сензора;
• Нормално атмосферно налягане;
• Няма турбуленция на потока или други явления на мястото, където е инсталиран сензорът, които биха могли да повлияят на показанията.

Допълнителна грешка- стойност на грешката, причинена от отклонение на работните условия от нормалните, поради характеристиките на това конкретно приложение. Един от основните компоненти на допълнителната грешка е температурната грешка, която е посочена в техническата документация на сензорите за налягане и може да се изчисли за конкретна температурна стойност на работната среда.

Също така допълнителна грешка може да бъде причинена от турбуленция на потока на измерваната среда, промени в плътността на средата по време на измерване на хидростатично ниво, динамични натоварваниявърху оборудването при движение в пространството (съдове, превозни средства и др.) и други възможни фактори.

При изчисляване на грешката на измервателната система като цяло е необходимо да се вземе предвид и класът на точност измерващ инструмент- индикатор.

Като пример, нека изчислим общата грешка на измерване за следната система:

дадени:

• Сензорът за налягане KLAY-Instruments 8000-SAN-F-M(25) е монтиран на продуктовия тръбопровод;
• Максималното налягане на продукта е 4 бара, така че сензорът е настроен на диапазон от 0…4 бара;
• Максимална температурапродукт - 60 °C;
• Турбуленцията на потока и други фактори не влияят на точността.

Решение:

• Според паспортните данни откриваме, че основната грешка на сензора 8000-SAN-F-(M25) е 0,2%
• Температурната грешка според паспорта е 0,015%/°C, така че температурната грешка при 60 °C е 0,015%/°C x (60 °C – 20 °C) = 0,6%
• 0,2% + 0,6% + 0,25% = 1,05% - обща относителна грешка;
• 1,05% x 4 бара = 0,042 бара - абсолютната грешка при измерване на тази система.