Basınç sensörlerinin sıcaklıktan kaynaklanan hatasının belirlenmesi. Sıcaklık sensörlerinin genel metodolojik hataları. Çevresel parametreler

4 yıl sonra sorunun artık geçerli olmadığı açıktır, ancak anladığım kadarıyla +23C'de bir hata elde edildi (25.04/25-1)*100%= +%0.16 (URL'nin %'si olarak, yani 25MPa) ), +55C'de şuydu: Ortaya çıkan hata (24,97/25-1)*100% = -0,12%.

Ve +23C'deki sensör hatası URL'nin %0,2'si olarak normalleştirilir ve +55C'de %0,2+%0,08*(55C-23C)/10C = URL'nin %0,456'sı olmalıdır.

yani doğrulamayla ilgili herhangi bir sorun olamaz (+23C'de +/-%0,2 toleransla +%0,16'ya sahibiz, +55C'de +/-%0,456 toleransla -%0,12'ye sahibiz). +55C'de cihazın normal (+23C) sıcaklığa göre daha doğru olduğu ortaya çıktı.

Yani doğrulamayla ilgili herhangi bir sorun olamaz (+23C'de +/-%0,2 toleransla +%0,16'ya sahibiz...

Her şey öyle görünüyor alınan okumalar temel hataya uygun , bu durumda 0,05MPa'ya eşittir....

ortaya çıktı sonraki soru: Ölçüm cihazında tip testine hazırlanan basınç sensöründe...

Bu testler sırasında, bu sensörün geliştiricisi tarafından önerilen MX...'in doğruluğu ve geçerliliği kanıtlanmalıdır, bu durumda Sıcaklık değişikliklerinden dolayı ek sensör hatası çevre...

Ölçülen değerler, test edilen sensörün ana hatasının, geliştirici tarafından bunun için önerilen izin verilen hata sınırlarının değerini aşmadığını gösterdi - ±%0,2 veya mutlak değerlerde ±0,05 MPa, ancak

bu sensör için sıcaklık değişiminden elde edilen ek hatanın değeri aşıldı Geliştiricinin izin verilen ek hata sınırları için önerdiği değer:

Ek sıcaklık hatasını hesaplama yöntemine göre şunu elde ederiz:

(24,97-25,04)/(25*0,1*(55-23)) * 100 = %-0,0875, yani. Sensör ek sıcaklık hatasına uymuyor!!!

Onlar. geliştirici bu tür bir sensörün bulunduğunu varsaydı ek hata Her 10°C için URL'nin ±%0,08'lik sıcaklık değişiminden ve bu değerin karşılaştığı ilk sensörde kontrol edildiğinde -%0,0875 olduğu ortaya çıktı....

Burada geliştiricinin değeri doğru ayarlayıp ayarlamadığı sorusu hemen ortaya çıkıyor ek hata her 10°C için URL'nin ±%0,08'ine eşit bir sıcaklık değişiminden..., çünkü sizin yaptığınız gibi +55°C sıcaklıkta sensörün toplam hatasını kontrol etmek gerekli değildir (ana hatanın elde edilen değerinin bu sensör için izin verilen sınırda olması durumunda ne olacağını hayal edin...), yani normalleştirilmiş parametre..., yani. boyut değişiklikler ilgili hatalardan değişiklikler sıcaklıklar....

Ayrıca ölçülen değerler yalnızca sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanan ek hatanın tahmin edilmesini mümkün kılar yukarı+23°C normal olarak alınan sıcaklıktan.

Sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanan ek hatayı tahmin etmek de gereklidir. aşağı normal olarak +23°C olarak alınan sıcaklıktan, yani. -40°C'de ve bu değişiklik +55°C'ye kadar 32°C değil, 63°C'dir..., yani büyük ihtimalle sıcaklık değişiminden kaynaklanan ek hatanın değeri aşağı sonuç bu sensör için elde edilen değerden bile daha büyük olacaktır yukarı (-0.0875%)....

Kural olarak, SI için sıcaklık değişikliklerinden kaynaklanan ek hata, ek hataların maksimumuna ayarlanır. yukarı Ve aşağı.... veya nadir durumlarda iki - farklı...

Bu nedenle, bu durumda, sıcaklık değişikliklerinden onlar için (bu tip sensörler için) yeterli bir ek hata oluşturmak amacıyla, söz konusu sensörlerin temsili bir numunesi üzerinde bir dizi ek test yapılması gerekir...

Sıcaklığı ölçülen ortamla temas halinde olan mekanik ve elektrikli sıcaklık sensörleri (buna radyasyon pirometreleri dahil değildir) aşağıdaki metodolojik hatalara tabidir.

1. Termal radyasyon ve termal iletkenlikten kaynaklanan kayıplardan kaynaklanan hata. Bu hata, boru hattı duvarlarının sıcaklığının, bu boru hattından akan gaz veya sıvının ölçülen sıcaklığından farklı olmasından kaynaklanmaktadır. Sonuç olarak, ortam ile sensör arasındaki faydalı ısı alışverişinin yanı sıra, radyasyon ve termal iletkenlik nedeniyle (ısının sensörün takılı olduğu yere çıkışı nedeniyle) sensör ile boru hattının duvarları arasında zararlı ısı alışverişi meydana gelir. ). Bu, sensörün sıcaklığının ortamın sıcaklığından farklı olmasına ve metodolojik bir hatanın oluşmasına yol açar. Bu hatayı azaltmak için batırılan kısmın uzunluğunu ve sensörün çevresini arttırmak, duvar kalınlığını azaltmak ve ısıl yalıtımı yapmak gerekir. iç yüzey boru hattı, sensörün suya daldırılmayan kısmı ve montaj yeri.

2. Gaz akışının eksik frenlenmesinden kaynaklanan hata. Gerçek sıcaklığı ölçmek için tasarlanmış termometrelerde T ters hava akışı, ısıya geçiş nedeniyle sensörün sıcaklığının artması olan bir hata meydana gelir kinetik enerji Sensör tarafından frenlendiğinde hava akışı.

Tam frenleme sıcaklığı

Eksik akış yavaşlaması nedeniyle sensör sıcaklığı sıcaklığa ulaşmıyor TP, formülle belirlenir

,

Nerede R - sensörün şekline bağlı olarak frenleme katsayısı.

Bazı sensörler için katsayıyı oluşturur R aşağıdaki anlamlara sahiptir:

akışa enine yerleştirilmiş bir silindir için, R = 0,65;

akış boyunca yer alan bir silindir için, R=0,87;

küre için R = 0,75.

Gerçek sıcaklık ölçümünün bağıl hatası

.

Bu hata bir düzeltme getirilerek dikkate alınabilir; Navigasyon bilgi işlem cihazlarında bu düzeltme otomatik olarak uygulanır.

Sıcaklığı ölçmek için tasarlanmış termometrelerde TP gazların engellenmesi durumunda hata, akışın sensör tarafından tam olarak engellenmesinden kaynaklanır.

Fren sıcaklığı ölçümünde bağıl hata

.

Bu hata bir düzeltme getirilerek de dikkate alınabilir.

3. Dinamik hata. Bu hata, kütlenin malzemesine ve termal kartuşun yüzeyine bağlı olan sonlu ısı transfer hızı nedeniyle ısının ortamdan algılama elemanına bir miktar gecikmeyle aktarılmasından kaynaklanmaktadır.

Doğrusal bir yaklaşımda bir termometrenin termal ataleti, transfer fonksiyonu (3.3) ile karakterize edilir:

,

Nerede ST – duyarlılık

T 1 – zaman sabiti()

Basınç sensörlerini seçerken, herhangi bir tüketici, teknik belgelerde belirtilen doğrulukla basıncı ölçme hedefini belirler. Bu aşağıdakilerden biri sensör seçim kriterleri. Sensörün pasaportunda GOST standartları kabul edilebilir değerlerin belirtilmesini gerektirir temel hataölçümler (+ - gerçek basınçtan). GOST 22520'ye göre bu değerler 0,075 aralığından seçilir; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; %0,5; vesaire. bağlı olarak Tekniksel kabiliyetlerürünler. Ana hata göstergesi normalleştirildi normal (yani ideal) koşullar içinölçümler. Normal koşullar GOST 12997'ye göre belirlenir. Bu koşullar aynı zamanda ölçüm cihazı doğrulama prosedüründe de belirtilir. Örneğin MI1997'ye göre ana hatayı belirlemek için ayarlamanız gerekir. aşağıdaki koşullarçevre Çarşamba:
- sıcaklık 23+-2оС,
-% 30 ila 80 arasında nem,
- ATM. basınç 84-106,7 kPa,
- güç kaynağı 36+-0,72V,
- harici manyetik alanların olmaması vb.
Gördüğünüz gibi ana hatayı belirlerken sensörün çalışma koşulları neredeyse ideal. Bu nedenle her kalibrasyon laboratuvarının bunları düzenleme becerisine sahip olması gerekir. Örneğin bir odadaki sıcaklığı düzenlemek için mikro iklimlendirme cihazları (ısıtıcı, klima vb.) kullanılır. Ancak tesisteki gerçek çalışma koşullarında, örneğin +80°C veya -30°C'de sensörden hangi değerleri alacağımız bir sorudur. Bu sorunun cevabını gösterge veriyor ek hata TU ve GOST'ta da standartlaştırılmıştır.
Ek hata- Etkileyen bir büyüklük (sıcaklık, basınç, titreşim, radyo paraziti, besleme voltajı vb.) nedeniyle dönüşüm fonksiyonunda sapma. Şu şekilde hesaplanır: fark(işareti göz ardı ederek) hata değeri arasında işçilerde(gerçek) ölçüm koşulları ve hata değeri Normal koşullar altında.
Elbette tüm çalışma koşulları faktörleri çıkış sinyalini etkiler. Ancak basınç sensörleri (vericiler) için en önemli etki ortam hava sıcaklığındaki sapmadır. GOST 22520'de ek hata, normal koşullardan (yani 23°C'den) her 10°C sapma için normalleştirilir. GOST'a göre toleranslar şöyle görünür:

Sıcaklık testi sırasında sensör bu toleransları karşılıyorsa, çoğu durumda sensörün belgelerinde yazılan "GOST 22520 ile uyumludur".
GOST 22520'ye uygun sensörün sıcaklığa maruz kaldığında doğruluğunu analiz edelim. Örneğin, temel hatası %0,5 olan ve 30°C'de -30..+80°C çalışma sıcaklığı aralığına sahip bir sensör, 40°C'de %0,5+0,45=%0,95 hata verebilir (2 desi. °C) buna göre %1,4 ve son olarak 80°C'de %3,2'lik bir doğruluk elde ederiz - bu, ana ve ek hataların toplamıdır. %0,5'lik bir sensörle uğraştığımızı ve 80°C'de çalışırken %3,2'lik (yaklaşık 6 kat daha kötü) bir doğruluk elde ettiğimizi ve böyle bir sensörün GOST 22520 gereksinimlerini karşıladığını hatırlatmama izin verin.
Sonuçlar pek hoş görünmüyor ve doğruluğu %0,5 olarak belirtilen bir sensörün alıcısını kesinlikle memnun etmeyecek. Bu nedenle çoğu üretici çıkış sinyalinin termal telafisi ve ek sensörlere yönelik gereksinimler, belirli bir sensörün spesifikasyonlarında sıkılaştırılmıştır. Sıcaklık nedeniyle hatalar. Örneğin, SENSOR-M sensörleri için teknik özelliklerde 10°C başına %0,1'den daha az bir gereklilik belirledik.
Sıcaklık telafisinin amacı– ek azaltın sıcaklıktan sıfıra hata. Doğa ek Bir sonraki makalede sıcaklık hatalarını ve sensörlerin sıcaklık telafisi yöntemlerini ayrıntılı olarak ele alacağız. Bu yazımda özetlemek istiyorum.
Dikkate almak gerekiyor ana hata ve ek gerekli ölçüm doğruluğuna bağlı olarak çalışma sıcaklıkları sensör Her sensörün ek hatası pasaportta, kullanım kılavuzunda veya ürünün teknik özelliklerinde bulunabilir. Gösterge ek ise hatalar bunlarda belirtilmemiştir. Sensörün dokümantasyonu, yukarıda analiz ettiğimiz GOST gereksinimlerini karşılıyor demektir.
Şunu da ayırt etmek lazım sıcaklık telafisi aralığı Ve Çalışma sıcaklığı aralığı. Sıcaklık telafisi aralığında ek hata minimum düzeydedir; sıcaklık dengeleme aralığının dışına çıktığınızda gereksinimler tekrar geçerli olur

Temel niteliksel özellikler Herhangi bir enstrümantasyon sensörünün değeri, kontrol edilen parametrenin ölçüm hatasıdır. Bir cihazın ölçüm hatası, enstrümantasyon sensörünün gösterdiği (ölçüldüğü) ile gerçekte var olan arasındaki tutarsızlık miktarıdır. Her bir sensör tipine ilişkin ölçüm hatası, bu sensörle birlikte verilen ekteki belgelerde (pasaport, çalıştırma talimatları, doğrulama prosedürü) belirtilmiştir.

Sunum şekline göre hatalar ikiye ayrılır: mutlak, akraba Ve verildi hatalar.

Mutlak hata sensör tarafından ölçülen Xiz değeri ile bu değerin gerçek Xd değeri arasındaki farktır.

Ölçülen büyüklüğün gerçek değeri Xd, ölçülen büyüklüğün deneysel olarak bulunan ve mümkün olduğu kadar yakın değeridir. gerçek anlam. Konuşuyorum basit bir dille Xd'nin gerçek değeri, bir referans cihazı tarafından ölçülen veya yüksek doğruluk sınıfına sahip bir kalibratör veya ayarlayıcı tarafından oluşturulan değerdir. Mutlak hata, ölçülen değerle aynı birimlerle ifade edilir (örneğin m3/sa, mA, MPa, vb.). Ölçülen değer gerçek değerinden büyük veya küçük olabileceğinden, ölçüm hatası artı işaretli (cihaz okumaları fazla tahmin ediliyor) veya eksi işaretli (cihaz eksik tahmin ediyor) olabilir.

Göreceli hata mutlak ölçüm hatası Δ'nın ölçülen büyüklüğün gerçek değeri Xd'ye oranıdır.

Göreceli hata yüzde olarak ifade edilir veya boyutsuz bir miktardır ve hem pozitif hem de negatif değerler alabilir.

Azaltılmış hata mutlak ölçüm hatası Δ'nın, tüm ölçüm aralığı veya bunun bir kısmı boyunca sabit olan normalizasyon değeri Xn'ye oranıdır.

Normalleştirme değeri Xn, enstrümantasyon sensörü ölçeğinin tipine bağlıdır:

1. Sensör ölçeği tek taraflı ise ve alt ölçüm sınırı sıfır ise (örneğin sensör ölçeği 0 ila 150 m3/saat arasında ise), bu durumda Xn üst ölçüm sınırına eşit olarak alınır (bizim durumumuzda Xn = 150) m3/saat).
2. Sensör ölçeği tek taraflıysa ancak alt ölçüm sınırı sıfır değilse (örneğin, sensör ölçeği 30 ila 150 m3/saat arasındaysa), o zaman Xn, üst ve alt ölçüm sınırları arasındaki farka eşit olarak alınır ( bizim durumumuzda Xn = 150-30 = 120 m3/h ).
3. Sensör ölçeği iki taraflıysa (örneğin, -50 ila +150 ˚С arası), o zaman Xn, sensör ölçüm aralığının genişliğine eşittir (bizim durumumuzda, Xn = 50+150 = 200 ˚С).

Verilen hata yüzde olarak ifade edilir veya boyutsuz bir miktardır ve hem pozitif hem de negatif değerler alabilir.

Çoğu zaman, belirli bir sensörün açıklaması yalnızca ölçüm aralığını (örneğin 0 ila 50 mg/m3) değil aynı zamanda örneğin 0 ila 100 mg/m3 arasındaki okuma aralığını da gösterir. Bu durumda verilen hata, ölçüm aralığının sonuna, yani 50 mg/m3'e normalleştirilir ve 50 ila 100 mg/m3 okuma aralığında sensörün ölçüm hatası hiç belirlenmez - Aslında sensör her şeyi gösterebilir ve herhangi bir ölçüm hatasına sahip olabilir. Sensörün ölçüm aralığı, her biri için hem büyüklük hem de sunum biçiminde kendi hatası belirlenebilen birkaç ölçüm alt aralığına bölünebilir. Bu durumda, bu tür sensörleri kontrol ederken, her bir alt aralık, listesi bu cihazın doğrulama prosedüründe belirtilen kendi standart ölçüm cihazlarını kullanabilir.

Bazı cihazlar için pasaportlarda ölçüm hatası yerine doğruluk sınıfı belirtilmektedir. Bu tür aletler arasında bimetalik termometreleri gösteren mekanik basınç göstergeleri, termostatlar, akış göstergeleri, işaretçi ampermetreler ve panel montajı için voltmetreler vb. yer alır. Doğruluk sınıfı, izin verilen temel ve ek hataların sınırlarının yanı sıra, bunların yardımıyla yapılan ölçümlerin doğruluğunu etkileyen bir dizi diğer özellik tarafından belirlenen, ölçüm cihazlarının genelleştirilmiş bir özelliğidir. Ayrıca doğruluk sınıfı, bu cihaz tarafından gerçekleştirilen ölçümlerin doğruluğunun doğrudan bir özelliği değildir; yalnızca ölçüm hatasının olası araçsal bileşenini gösterir. Cihazın doğruluk sınıfı, GOST 8.401-80'e uygun olarak ölçeğine veya gövdesine uygulanır.

Bir cihaza doğruluk sınıfı atanırken 1·10 n serisinden seçilir; 1,510n; (1,6·10 n); 2·10n; 2,510n; (3.10 n); 4·10n; 5·10n; 6·10n; (burada n =1, 0, -1, -2 vb.). Parantez içinde belirtilen doğruluk sınıflarının değerleri, yeni geliştirilen ölçüm cihazları için oluşturulmamıştır.

Sensörlerin ölçüm hatası örneğin aşağıdaki durumlarda belirlenir: periyodik doğrulama ve kalibrasyon. Çeşitli ayarlayıcılar ve kalibratörler yardımıyla, bir veya başka bir fiziksel miktarın belirli değerleri yüksek doğrulukla üretilir ve doğrulanan sensörün okumaları, aynı fiziksel değere sahip olan standart bir ölçüm cihazının okumalarıyla karşılaştırılır. miktarda verilmektedir. Ayrıca, sensörün ölçüm hatası hem ileri vuruş sırasında (ölçülen fiziksel miktarın ölçeğin minimumundan maksimumuna doğru artması) hem de kontrol edildiğinde kontrol edilir. ters vuruş(ölçülen değerin ölçeğin maksimumundan minimumuna doğru azalması). Bunun nedeni, sensörün hassas elemanının (basınç sensörü membranı) elastik özelliklerinden dolayı farklı akış hızlarının olmasıdır. kimyasal reaksiyonlar(elektrokimyasal sensör), termal atalet vb. sensör okumaları, sensöre etki eden kuvvetin nasıl değiştiğine bağlı olarak değişecektir. fiziksel miktar: azalır veya artar.

Çoğu zaman, doğrulama prosedürüne uygun olarak, doğrulama sırasında sensörün okumaları, ekranına veya ölçeğine göre değil, çıkış sinyalinin değerine göre, örneğin çıkış akımının değerine göre yapılmalıdır. akım çıkışı 4...20 mA.

0'dan 250 mbar'a kadar bir ölçüm ölçeğiyle doğrulanan basınç sensörü için, tüm ölçüm aralığı boyunca ana bağıl ölçüm hatası %5'tir. Sensörün 4...20 mA akım çıkışı vardır. Kalibratör sensöre 125 mbar basınç uygularken çıkış sinyali 12,62 mA'dır. Sensör okumalarının kabul edilebilir sınırlar içinde olup olmadığını belirlemek gerekir.

Öncelikle Iout.t sensörünün çıkış akımının Рт = 125 mbar basınçta ne olması gerektiğini hesaplamak gerekir.

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

burada Iout.t, 125 mbar, mA'lık belirli bir basınçta sensörün çıkış akımıdır.

Ish.out.min – sensörün minimum çıkış akımı, mA. 4…20 mA çıkışı olan bir sensör için Ish.out.min = 4 mA, 0…5 veya 0…20 mA çıkışı olan bir sensör için Ish.out.min = 0.

Ish.out.max - sensörün maksimum çıkış akımı, mA. 0...20 veya 4...20 mA çıkışı olan bir sensör için, Ish.out.max = 20 mA, 0...5 mA çıkışı olan bir sensör için, Ish.out.max = 5 mA.

Рш.max – basınç sensörü ölçeğinin maksimumu, mbar. Psh.max = 250 mbar.

Rsh.min – basınç sensörünün minimum ölçeği, mbar. Rsh.min = 0 mbar.

Рт – kalibratörden sensöre sağlanan basınç, mbar. RT = 125 mbar.

Değiştirme bilinen değerlerşunu elde ederiz:

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

Yani sensöre 125 mbar basınç uygulandığında akım çıkışı 12 mA olmalıdır. Ana bağıl ölçüm hatasının ± %5 olduğunu dikkate alarak, çıkış akımının hesaplanan değerinin değişebileceği sınırları dikkate alıyoruz.

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

Yani, sensöre akım çıkışında 125 mbar basınç uygulandığında çıkış sinyali 11,40 ila 12,60 mA aralığında olmalıdır. Sorunun durumuna göre 12,62 mA çıkış sinyali alıyoruz, bu da sensörümüzün üreticinin belirttiği ölçüm hatasını karşılamadığı ve ayar gerektirdiği anlamına geliyor.

Sensörümüzün ana göreceli ölçüm hatası:

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

Enstrümantasyon cihazlarının doğrulanması ve kalibrasyonu, atmosferik basınç, nem ve sıcaklık gibi normal çevre koşulları altında ve anma gerilimi sensör güç kaynağı, çünkü daha yüksek veya düşük sıcaklık ve besleme voltajı ek ölçüm hatalarına yol açabilir. Doğrulama koşulları doğrulama prosedüründe belirtilmiştir. Ölçüm hatası, doğrulama yöntemiyle belirlenen sınırlara girmeyen cihazlar ya yeniden ayarlanır ve ayarlanır, ardından yeniden doğrulanır veya ayarlama örneğin eskime veya aşırı deformasyon nedeniyle sonuç getirmezse Sensörün onarımı yapılır. Onarımın mümkün olmadığı durumlarda cihazlar reddedilir ve hizmet dışı bırakılır.

Bununla birlikte, cihazlar tamir edilebilmişse, artık periyodik olarak değil, bu tür doğrulama için doğrulama prosedüründe belirtilen tüm noktaların uygulanmasıyla birincil doğrulamaya tabidirler. Bazı durumlarda, cihaz özel olarak küçük onarımlara () tabi tutulur, çünkü doğrulama yöntemine göre, birincil doğrulamanın yapılması, kullanılan standart ölçüm cihazları setindeki farklılıklar nedeniyle periyodik doğrulamadan çok daha kolay ve daha ucuzdur. periyodik ve birincil doğrulama.

Kazanılan bilgiyi pekiştirmek ve test etmek için bunu yapmanızı öneririm.

1. Basınç sensörlerinin kullanım özellikleri

Basınç sensörlerinin (basınç dönüştürücüler) uygulama alanları oldukça geniştir, ancak kural olarak her özel uygulamanın, sensörlerin tasarımında dikkate alınması gereken kendine has özellikleri vardır.

Genel olarak basınç transdüserlerinin tüm uygulamaları iki ana gruba ayrılabilir:

• Bir boru hattındaki herhangi bir ortamın gerçek basıncını (veya vakumunu) ölçmek veya teknolojik kurulum;
• Sıvı kolonunun (hidrostatik seviye sensörü) basıncını ölçerek kaplardaki (tanklardaki) sıvı seviyesinin ölçülmesi.

Her iki grubun basınç sensörlerini seçerken aşağıdaki uygulama özelliklerini açıklığa kavuşturmak gerekir:

• Hijyen gereksinimleri: Gıda ve ilaç endüstrileri, hem ürünle temas ettiği noktada hem de dışarıda hijyen açısından basınç sensörlerine yüksek talepler getirmektedir (kural olarak tamamen paslanmaz çelikten yapılmıştır). KIP-Service LLC'nin çeşitleri, özel olarak tasarlanmış KLAY-INSTRUMENTS basınç sensörlerini içerir. Süt ürünlerinde, bira yapımında ve Gıda endüstrisi .
• Sertifikaların kullanılabilirliği:çoğu zaman, için çeşitli uygulamalar olağan GOST R uygunluk sertifikasına (veya uygunluk beyanına) ek olarak ek sertifikalar da gereklidir. Örneğin, muhasebe sistemleri ölçüm araçlarının türüne ilişkin bir onay belgesi gerektirir; Gıda endüstrisinde basınç sensörlerinin kullanımı için SES'ten bir sonuç alınması gerekir; tehlikeli endüstrilerdeki uygulamalar için Rostechnadzor'dan izin alınması gerekir, vb.
• Patlamaya karşı koruma gereksinimleri: Patlayıcı endüstrilerde (örneğin petrol ve gaz, kimya, alkol endüstrileri) patlamaya dayanıklı basınç sensörleri kullanılır. Sensörler için en yaygın kullanılan patlamaya karşı koruma türleri, kendinden güvenli Ex ia devreleri ve patlamaya dayanıklı muhafaza Ex d'dir; bunların seçimi özel uygulamaya göre belirlenir.
• Ölçülen ortamın türü:Ölçülen ortam viskoz, agresif, zayıf akışkan ise veya başka spesifik özelliklere sahipse (örneğin kir parçacıklarının varlığı), bu özelliklerin de dikkate alınması gerekir. Bu uygulamanın, sensörün hassas elemanını agresif ortamlara maruz kalmaktan koruyan membran basınç sensörlerinin (ayırıcı bir membranla donatılmış) kullanımını gerektirmesi mümkündür.
• Dış etkilerin varlığı: titreşimin, elektromanyetik alanların veya diğer mekanik veya elektriksel etkilerin varlığı.

1 bar'dan büyük basınçları ölçerken Grup I uygulamaları için basınç sensörlerini seçerken aşağıdakileri de dikkate almanız gerekir:

• Sistemde su darbesi varlığı: Sistemde su darbesi ihtimali varsa, basınç sensörü aşırı yük (tepe basıncı) için yeterli bir marjla seçilmeli veya sahada su darbesini telafi edecek önlemler (susturucular, özel sensörler vb.) alınmalıdır;
• İsteğe bağlı ekipman: Kural olarak, basıncı ölçerken, sensörler 3 yollu vanalar kullanılarak monte edilir; ek olarak, buhar basıncını ölçerken, basınç sensörlerinin özel bir cihaz - Perkins tüpü aracılığıyla bağlanması önerilir; bu, gaza etki eden ortamın sıcaklığını azaltır. basınç sensörü.

Hidrostatik seviye sensörü olarak kullanılmak üzere basınç sensörlerini seçerken, sıvı kolonunun aynı yüksekliğindeki basınç değerinin, ölçülen ortamın yoğunluğundaki değişikliklerle değişebileceği gerçeğinin dikkate alınması gerekir.

2. Ölçüm aralığı

Basınç sensörü ölçüm aralığı - basınç değerleri aralığı, uygulandığında sensör ölçümleri gerçekleştirecek ve ölçülen değerin birleşik bir çıkış sinyaline doğrusal dönüşümünü gerçekleştirecektir.

Ölçüm aralığı, ölçülen basıncın minimum ve maksimum değerlerine karşılık gelen alt ve üst ölçüm limitleri ile belirlenir. Ölçüm aralığı örnekleri: 0…1 bar, 0…2,5 MPa, –100…100 KPa.

Basınç sensörlerini seçerken, sensörlerin hem sabit bir ölçüm aralığıyla (örneğin PD100 basınç dönüştürücüleri) hem de ayarlanabilir bir ölçüm aralığıyla (örneğin KLAY-INSTRUMENTS basınç sensörleri) birlikte geldiğini dikkate almak gerekir. Sabit ölçüm aralığına sahip basınç sensörleri için çıkış sinyali değerleri, ölçüm sınırlarına sıkı sıkıya bağlıdır. Örneğin, 0 MPa basınçta bir PTE5000 basınç sensörü 4 mA çıkış verecektir ve 0,6 MPa basınçta 20 mA çıkış verecektir, çünkü 0 ... 0,6 MPa aralığı için sağlam bir şekilde yapılandırılmıştır. Buna karşılık, KLAY 8000-E-S basınç sensörü 0-1...4 bar arasında ayarlanabilir bir aralığa sahiptir; bu, 0 bar basınçta sensörün benzer şekilde 4 mA çıkış vereceği ve sensörün herhangi bir basınçta 20 mA çıkış vereceği anlamına gelir. Kullanıcı tarafından özel bir potansiyometre “SPAN” kullanılarak ayarlanan 1...4 bar aralığındaki değer.

3. Proses sıcaklığı

Ölçülen ortamın sıcaklığı çok yüksek önemli parametre Basınç sensörlerini seçerken. Sensör seçerken proses sıcaklığının izin verilen çalışma sıcaklığı aralığının dışına çıkmaması gerekir.

Gıda sektöründe kısa süreli (20 ila 40 dakika) CIP ve SIP temizleme işlemleri gerçekleşmektedir ( sanitasyon), ortam sıcaklığının 145 °C'ye ulaşabileceği ortam. Bu tür uygulamalar için bu tür geçici maruziyetlere dayanıklı sensörler kullanılmalıdır. yüksek sıcaklıklarörneğin SAN versiyonundaki KLAY-INSTRUMENTS basınç sensörleri - 8000-SAN ve 2000-SAN.

Tensör dirençli dönüşüm prensibini kullanan tüm basınç sensörlerinin okumaları, ölçülen ortamın sıcaklığına büyük ölçüde bağlıdır, çünkü sıcaklıktaki bir değişiklikle birlikte, direnci oluşturan dirençlerin direnci de artar. ölçüm devresi basınç sensörü.

Basınç sensörleri için, ölçülen ortamın sıcaklığında baz sıcaklığa (genellikle 20 °C) göre her 10 °C'lik değişiklik için ek bir ölçüm hatası olan "sıcaklık hatası" kavramı tanıtılmıştır. Bu nedenle basınç sensörünün toplam ölçüm hatasını belirlemek için proses sıcaklığının bilinmesi gerekir.

Basınç ölçerlerde sıcaklığın etkisini azaltmak için aşağıdakileri kullanın: çeşitli şemalar sıcaklık telafisi.

Sıcaklık kompanzasyonunun kullanımına bağlı olarak tüm basınç sensörleri üç gruba ayrılabilir:

• Termal kompanzasyon devrelerini kullanmayan bütçe basınç sensörleri;
• Pasif termal dengeleme devreleri kullanan orta fiyatlı sensörler;
• Basınç sensörleri yüksek seviye Aktif sıcaklık kompanzasyon devrelerini kullanan, ölçüm doğruluğu gerektiren sistemler için.

Sabit sıcaklığı 100 °C'nin üzerinde olan ortamların basıncını ölçmek için, 250 °C'ye kadar sıcaklıklara sahip ortamların basıncını ölçmeyi mümkün kılan özel yüksek sıcaklık basınç sensörleri kullanılır. Kural olarak, bu tür sensörler bir soğutma radyatörüyle donatılmıştır ve/veya sensörün elektronik aksamının kabul edilebilir çalışma sıcaklığına sahip bir alana yerleştirilmesine olanak tanıyan özel bir tasarıma sahiptir.

4. Sensör ile proses arasındaki bağlantı türü

Sensörün prosese bağlantı tipi - ölçümlerin gerçekleştirilmesi için basınç sensörünün prosese mekanik olarak dahil edilme tipi.

Genel endüstriyel uygulamalara yönelik basınç vericilerinin en popüler bağlantıları şunlardır: dişli bağlantılar G1/2″ DIN 16288 ve M20x1.5.

Sensör seçerken, mevcut sistemde kurulum kolaylığı sağlamak için bağlantı tipi belirtilmelidir. ek iş(kaynak yapma, diğer iplik türlerini kesme vb.)

Kullanılan proses bağlantılarının en çeşitli türleri gıda, kağıt hamuru ve kağıt ile kimya endüstrileridir. Örneğin bu endüstriler için özel olarak tasarlanmış KLAY-INSTRUMENTS basınç sensörleri 50'den fazla farklı özellikte üretilebilmektedir. Çeşitli seçenekler sürece dahil edilmesi.

Bağlantı türünün seçimi gıda endüstrisi için en uygun olanıdır çünkü bağlantının rahatlığın yanı sıra her şeyden önce "sıhhi" olması ve sanitasyon işlemi için "ölü bölgelerin" bulunmamasını sağlaması gerekir. Temas halinde çalışması amaçlanan basınç sensörleri için Gıda Ürünleri, “sıhhi” özelliklerini doğrulayan özel sertifikalar vardır - Avrupa EHEDG (Avrupa Hijyenik Ekipman Tasarım Grubu) sertifikası ve Amerikan 3A Sıhhi Standartlar sertifikası. Rusya'da temas halindeki sensörler için gıda medyası, sıhhi tesisatın olması gerekiyor epidemiyolojik rapor. KIP-Service LLC ürün yelpazesinde bu sertifikaların gereklilikleri, KLAY-INSTRUMENTS'ın 8000-SAN ve 2000-SAN serisi sensörleri tarafından karşılanmaktadır.

5. Çevresel parametreler

Basınç vericilerini seçerken aşağıdaki çevresel parametreler dikkate alınmalıdır:

• Ortam sıcaklığı;
• Ortam nemi;
• Agresif ortamların varlığı;

Seçilen basınç sensörü için tüm çevresel parametreler kabul edilebilir sınırlar içinde olmalıdır.

Ortamda agresif maddeler varsa, birçok basınç sensörü üreticisi (KLAY-INSTRUMENTS BV dahil) kimyasal etkilere dayanıklı özel versiyonlar sunmaktadır.

Koşullarda çalışırken yüksek nem Sık sıcaklık değişimleri nedeniyle birçok üreticinin basınç sensörleri, basınç sensörü korozyonu sorunuyla karşı karşıya kalmaktadır. Basınç sensörlerinde sensör korozyonunun ana nedeni yoğuşma oluşmasıdır.

Bağıl basıncı ölçmek için aşırı basınç sensörleri, sensör ile atmosfer arasında iletişim gerektirir. Ucuz sensörlerde sensör, sızdırmaz olmayan muhafaza (IP65 konnektör) sayesinde atmosfere bağlanır; Nemli Hava Bu tasarımla sensörün içine girdikten sonra sıcaklık düştükçe yoğunlaşarak ölçüm elemanının yavaş yavaş korozyona uğramasına neden olur.

Geleneksel basınç sensörlerinin sensör korozyonu nedeniyle arızalandığı uygulamalar için KLAY-INSTRUMENTS endüstriyel basınç sensörleri idealdir. KLAY basınç transdüserleri için sensör, Gore-Tex malzemeden yapılmış, nemin sensöre nüfuz etmesini önleyen özel bir "nefes alabilen" membran aracılığıyla atmosfere bağlanır.

Ayrıca tüm KLAY sensörlerinin sensör kontakları varsayılan olarak özel bir sentetik bileşikle doldurulmuştur. ek koruma Korozyona karşı sensör.

6. Basınç sensörü çıkış tipi

Basınç sensörleri için en yaygın analog çıkış sinyali, birleşik 4...20 mA akım sinyalidir.

Neredeyse her zaman 4 mA, ölçüm aralığının alt değerine, 20 mA ise üst değere karşılık gelir, ancak bazen ters bir sinyal meydana gelir (genellikle vakum aralıklarında). Ayrıca endüstride başka türde analog çıkış sinyallerine sahip basınç sensörleri vardır, örneğin: 0...1 V, 0...10 V, 0...20 mA, 0...5 mA, 0... 5V.

KIP-Service LLC tarafından stoklanan basınç sensörleri yelpazesi yalnızca 4...20 mA çıkış sinyaline sahip sensörleri içerir. 4...20 mA'dan başka bir çıkış sinyali türü elde etmek için, galvanik izolasyon sağlarken neredeyse tüm birleşik akım ve voltaj sinyal türlerini karşılıklı olarak dönüştüren evrensel sinyal dönüştürücüyü Seneca Z109 REG2 kullanabilirsiniz.

Akıllı basınç sensörleri, ana 4...20 mA sinyaline ek olarak, sensörün durumu hakkında bilgi ve ek bilgileri yapılandırmak veya elde etmek için kullanılabilen HART protokolü desteğiyle üretilebilir.

Akıllı basınç sensörleri analog çıkışın yanı sıra dijital çıkışa da sahiptir. Bunlar, SIEMENS'in cihazlarında kullandığı Profibus PA protokolü üzerinden çıkışı olan sensörlerdir.

7. Gerekli ölçüm doğruluğu

Basınç sensörlerinin ölçüm hatası hesaplanırken ana hataya ek olarak ek bir hatanın da bulunduğunu dikkate almak gerekir.

Temel hata- normal çalışma koşulları için imalatçı tarafından beyan edilen ölçüm aralığına göre basınç sensörü hatasının değeri. Kural olarak, normal koşullar operasyon aşağıdaki koşulları anlayın:

• Ortam ve çalışma sıcaklığı - 20 °C;
• Çalışma ortamının basıncı sensörün ölçüm aralığı dahilindedir;
• Normal Atmosfer basıncı;
• Sensörün kurulduğu yerde, okumaları etkileyebilecek herhangi bir akış türbülansı veya başka bir olay yoktur.

Ek hata- özelliğinden dolayı çalışma koşullarının normalden sapmasından kaynaklanan hata değeri özel uygulama. Ek hatanın ana bileşenlerinden biri, aşağıdaki şekilde gösterilen sıcaklık hatasıdır: teknik döküman basınç sensörlerine bağlanır ve aşağıdakiler için hesaplanabilir: özel anlamçalışma ortamı sıcaklığı.

Ayrıca, ölçülen ortamın akışındaki türbülans, hidrostatik seviye ölçümü sırasında ortamın yoğunluğundaki değişiklikler, dinamik yükler uzayda hareket ederken ekipmanlara (gemiler, araçlar vb.) ve diğer olası faktörlere bağlıdır.

Ölçüm sisteminin hatasını bir bütün olarak hesaplarken, ölçüm cihazı göstergesinin doğruluk sınıfını da dikkate almak gerekir.

Örnek olarak aşağıdaki sistem için toplam ölçüm hatasını hesaplayalım:

Verilen:

• KLAY-Instruments 8000-SAN-F-M(25) basınç sensörü ürün hattına monte edilmiştir;
• Maksimum ürün basıncı 4 bar olduğundan sensör 0…4 bar aralığına ayarlanır;
• Maksimum sıcaklıkürün - 60 °C;
• Akış türbülansı ve diğer faktörler doğruluğu etkilemez.

Çözüm:

• Pasaport verilerine göre 8000-SAN-F-(M25) sensörünün ana hatasının %0,2 olduğunu tespit ediyoruz.
• Sıcaklık hatası pasaporta göre %0,015/°C'dir, dolayısıyla 60 °C'deki sıcaklık hatası %0,015/°C x (60 °C – 20 °C) = %0,6'dır.
• %0,2 + %0,6 + %0,25 = %1,05 - toplam bağıl hata;
• %1,05 x 4 bar = 0,042 bar - bu sistemin mutlak ölçüm hatası.