Yaylı basınç göstergeleri aşağıdaki enstrümantal hatalarla karakterize edilir.

1. Algılama elemanının ve iletim çoğaltma mekanizmasının ve sensörlerdeki elektrik dönüştürücünün karakteristiklerinin doğrusal olmama durumunun eksik karşılıklı telafisinden kaynaklanan karakteristik hatalar (ölçek hataları). Üretilen cihaz ve sensör örneklerinde mekanizmanın ayrı ayrı ayarlanmasıyla bu hatalar en aza indirilir.

Özelliklerde birçok noktada hataları sıfıra indirmeyi mümkün kılan özel mekanizmalar bulunmaktadır. Böyle bir mekanizmanın bir örneği, bir silindirin esnek banttan yapılmış bir kam üzerinde kaydığı mekanik ölçek hatası düzelticisidir; ayar vidaları kullanılarak bandın lokal olarak bükülmesi nedeniyle kamın eğriliği sorunsuz bir şekilde değişebilir (Şekil 6.15.). Silindir, döndürüldüğünde bir işaretin veya diğerinin çıkış eksenine ek açısal hareketini sağlayan bir kol üzerine monte edilir. Ek hareketin işareti, silindirin loba mı yoksa kamın girintisine mi çarptığına bağlıdır.

2. Her şeyden önce iletim çoğaltma mekanizmasındaki ve elektrik dönüştürücüdeki sürtünme kuvvetlerini, hareketli parçaların dengesizliğinden kaynaklanan kuvvetleri, karşılıklı çekim veya hareket eden parçaların itilmesinden kaynaklanan elektromanyetik veya elektrostatik kuvvetleri içeren zararlı kuvvetlerin etkisinin neden olduğu hatalar ve Elektrik dönüştürücünün sabit parçaları. Bu hatalar aşağıdaki yollarla azaltılabilir:

a) desteklerin kalitesinin iyileştirilmesi, mekanizmanın dikkatli bir şekilde dengelenmesi vb. yoluyla zararlı kuvvetlerin azaltılması. Dengeleme doğruluğunun arttırılması, boşluğu seçen yayların gerginliğini gevşetmeyi mümkün kılar ve bu da sürtünme kuvvetlerinin azaltılmasına yardımcı olur;

b) hassas elemanın etkili alanının arttırılması;

c) başlangıç ​​konumunda çekici kuvvetlerin karşılıklı olarak dengelendiği diferansiyel elektrik dönüştürücülerin kullanılması;

d) hassas elemanı sürtünme kuvvetlerinden kurtaran izleme sistemlerinin kullanılması.

3. Ortam sıcaklığının malzemelerin fiziksel parametreleri ve parçaların geometrik boyutları üzerindeki etkisinden kaynaklanan basınç göstergelerinin sıcaklık hataları.

Sıcaklık en çok algılama elemanının elastik modülünü etkiler.

Elastik modülün sıcaklığa doğrusallaştırılmış bağımlılığı şu şekildedir:

n/m2,

Nerede E o- başlangıç ​​değeri e(6 = 9o'da) n/m2;

- sıcaklık katsayısı E;

Bir diferansiyel basınç göstergesinin hassas elemanının karakteristiği, aşağıdaki ilişki ile elastik modül ile ilişkilidir:

Sıcaklık hatasının bağıl değeri

Sıcaklığın hassas elemanın geometrik boyutları ve iletim çoğaltma mekanizması üzerindeki etkisi bağımlılıkla ifade edilir.

M,

geometrik boyut nerede;

Doğrusal genleşme katsayısı.

Bu etki, metallerin doğrusal genleşmesinin sıcaklık katsayılarının elastik modülün sıcaklık katsayılarından daha küçük olması nedeniyle cihaz okumaları üzerinde çok daha zayıf bir etkiye sahiptir.

Sıcaklık aynı zamanda kalan basıncı da etkiler yükseklik Mutlak basınç göstergelerinde kullanılan iç aneroidler (boşaltılmış elemanları algılama). Sıcaklık bir miktar değiştiğinde bir hata oluşur

. Son olarak sıcaklık değiştikçe çıkış parametresi değişebilir. R, L, M veya İLE elektrik dönüştürücü

Sıcaklık hatalarının azaltılması aşağıdaki yollarla sağlanır:

a) çok düşük sıcaklık elastiklik modülü katsayısına sahip olan Elinvar tipi bir alaşımdan hassas elemanların imalatı;

b) aneroidlerin daha iyice vakumlanmasıyla içindeki kalan basıncın azaltılması;

c) Cihazın tasarımına, sıcaklığa bağlı olarak cihaz okumasında, cihazın sıcaklık hatasına eşit büyüklükte ve zıt işarette bir artışa neden olan özel bimetalik kompansatörlerin dahil edilmesi.

1. ve 2. tip bimetalik kompansatörler vardır.

1. tip kompansatörlerin çalışması (Şekil 6.16, a), konsol monteli bir bimetalik plaka şeklinde yapılmış bir kinematik elemanın elastik duyarlı elemanı ile seri olarak dahil edilmesine, serbest ucun doğrusal hareketine dayanmaktadır. sıcaklık artışıyla orantılı olarak elastik duyarlı elemanın sapmasına eklenir (veya bundan çıkarılır). Plaka tipi bimetalik kompansatörün değerinin hesaplanması (bkz. Şekil 6.19, a) aşağıdaki formüle göre gerçekleştirilir (bkz. Bölüm II):

M,

bimetalik plakanın kalınlığı nerede M;

- bileşenlerin doğrusal genleşme katsayıları

bimetal;

Plaka uzunluğu M;

- sıcaklık artışı °C.

Tip 1 kompansatör yalnızca ilave sıcaklık hatasını telafi eder.

Tip 2 kompansatörlerin hareketi (bkz. Şekil 6.16.6), serbest ucunun hareketi sıcaklık artışıyla orantılı olan, bimetalik bir plaka şeklinde yapılmış bir kinematik bağlantının kranka yerleştirilmesine dayanır. krank kolunda bir miktar artışa veya azalmaya neden olur , formül (6.16)'ya göre 1. tür kompansatör için As değeriyle aynı şekilde belirlenir. 2. tip kompansatörün alet okumalarındaki artış üzerindeki etkisinin niteliği, krankın ilk montaj açısına bağlıdır (bkz. Şekil 6.16, a). Bu açı sıfıra yakınsa, yani s = 0'da krank biyel koluna yaklaşık olarak dik ise, o zaman krank kolunun artması neredeyse krankın ilk dönüşüne neden olmaz, sadece dişli oranını değiştirir. mekanizmanın. Bu nedenle, = 0'da, 2. tip telafi edici tarafından uygulanan düzeltme, doğası gereği tamamen çarpımsaldır.

d) iki değişken parametre üreten diferansiyel elektrik dönüştürücülerin kullanılması z1 Ve z2 ve bir voltaj bölücü devresine göre bağlanmış; Yüksek dirençli bir yük üzerinde çalışırken, diferansiyel dönüştürücünün sıcaklık hatası yoktur, çünkü kaldırılan voltajın büyüklüğü parametre değerlerine bağlıdır z1 Ve z2 bağlı değildir ancak ilişki tarafından belirlenir z1 / z2 parametrelerin yalnızca sıcaklık katsayılarının eşitliğini sağlamak önemlidir z1 Ve z2,

e) sensörün diğer tüm elemanlarının neden olduğu sıcaklık hatalarını telafi etmek amacıyla tel veya yarı iletken termal dirençler şeklinde yapılmış ve harici elektrik devresine dahil edilen elektrik kompansatörlerinin kullanılması. Bu tür planların çeşitleri Bölüm 1'de tartışılmaktadır. VII.

4. Aktarım ve çoğaltma mekanizmasının destekleri, menteşeleri ve kılavuzlarındaki boşluklardan kaynaklanan hatalar. Boşluktan kaynaklanan hataları ortadan kaldırmak için, şanzıman çoğaltma mekanizmasının çıkış eksenine, ilk gerilimi veren bir spiral yay (saç) monte edilir. Gerilme miktarı, çıkış ekseninin tüm dönüş açıları aralığı boyunca yayın kendi ekseni etrafında oluşturduğu momentin, azaltılmış dengesizlik momentinin titreşim aşırı yükünün veya aşırı yükünün maksimum değeriyle çarpımını biraz aşacağı şekilde değerlendirmelere dayalı olarak seçilir. doğrusal ivmeler. Sürtünme hatalarının artmasına yol açacağından yay geriliminin çok fazla olması istenmez.

5. Histerezis ve elastik sonuç etkisinden kaynaklanan hatalar. Bu hataların azaltılması, elastik özellikleri iyi olan malzemelerin seçilmesi ve ısıl işlem koşullarının iyileştirilmesiyle sağlanır. 47ХНМ tipi alaşımlardan ve berilyum bronzdan yapılmış hassas elemanlar, histerezis ve elastik sonradan etkilerden kaynaklanan en küçük hatalara sahiptir.

6. Ortam basıncının etkisinden kaynaklanan hatalar. Bu hatalar, etkin alanları eşit değilse, çift duyarlı elemanlı basınç göstergelerinde (bkz. Şekil 3.6 ve 6.8) ortaya çıkar. Hataları azaltmak için mümkün olan en yakın etkili alana sahip hassas elemanlar seçilir.

5.2. Kontak sensörleri kullanılarak yapılan sıcaklık ölçümlerinde hatalar

Sıcaklık ölçümlerindeki hatalar, sayıları yüzlerce, hatta binlerce olan birçok monografi ve yayında tartışılmaktadır. Burada bu problemi kısaca, basitleştirilmiş olarak, şematik olarak en tipik ölçüm durumlarına dayanarak ele alacağız. Bu incelemenin asıl amacı şuna odaklanmaktır: doğru seçim sensör, anlamlı, amaca uygun bir ölçüm deneyinin organizasyonu, azalmanın sağlanması; kaçınılmaz hatalar ve bunların yaklaşık değerlendirme olasılığı.

Burada yalnızca sensörün ve ölçülen nesnenin çeşitli termofiziksel özelliklerinden kaynaklanan termal kaynaklı hataların yanı sıra, yalnızca ana ısı transferi tipinin değil, sensörün sıcaklık alanının oluşumu üzerindeki etkiyi de ele alacağız. sensörün hassas elemanının sıcaklığının nesnenin ölçülen sıcaklığına eşit olması gerekir, ancak aynı zamanda sensörün sıcaklık alanını bozan ikincil ısı transferi türleri de olmalıdır. Bu nedenler, sabit sıcaklıkları ölçerken sensörün kararlı durum sıcaklık değerinin nesnenin ölçülen sıcaklığından farklı olmasına yol açmaktadır. Bu fark, ikincil ısı transfer türlerinden kaynaklanan hatadır.

Sabit olmayan sıcaklıkları ölçerken, sensörün termal ataletinden kaynaklanan, genellikle dinamik olarak adlandırılan bir hata eklenir. Ve ikincil ısı transferi türleri bu hataya katkıda bulunur.

Ek olarak, harici enerji kaynaklarının varlığında, sensörle etkileşime girmeleri durumunda, ek ısıtma niteliğindeki sensörün sıcaklığının bozulması ve buna karşılık gelen bir sensör hatası oluşması da mümkündür. Bu tür hatalar, yüksek hızlı bir gaz akışının sensördeki frenlemesi sırasında kinetik enerjisinin sensörün entalpisine dönüştürülmesinden ve ayrıca direnç termometresinin hassas elemanının ölçüm akımı tarafından ısıtılmasından kaynaklanan hataları içerir.

Daha önce belirtildiği gibi, yapısal elemanların yüzeylerinin sıcaklığı, dirençli termometreler ve termokupllar kullanılarak ölçülür. Sensörün boyutu ne kadar küçük olursa, kendi ısı kapasitesi ve termal direnci o kadar küçük olur ve ikincil ısı transfer türlerinin etkisi o kadar küçük olur (bu durumda, ana ısı transfer süreci, ölçülen yüzey ile sensör arasındaki iletken ısı değişimidir) ), bu tür ölçümlerdeki hatalar ne kadar küçük olursa.

Kalın bir levhanın sıcaklığını ölçmeyi düşünün L 0 Düz dirençli termometre. Plakanın her iki tarafında, Şekil 2'de sunulan koşullar. 5.3, A. Burada a1 ve a2, plakanın yüzeyleri ile ortam arasındaki konvektif ısı alışverişinin katsayılarıdır; T 1 Ve T 2  ortam sıcaklığı; T C1 ve T C2 plaka yüzeylerinin sıcaklığıdır; ben D  sensör kalınlığı. Hem sensör hem de plaka nispeten sınırlı bir kalınlığa sahiptir ben D Ve ben 0 , diğer boyutlar sınırsızdır. Dolayısıyla davanın öyle olduğu varsayılıyor B) sensörün ısıtma kaynağının karşı tarafında bulunduğu duruma karşılık gelir, bu durum V) ısıtma kaynağının yanından ve sensörün takılması ısı transfer katsayıları α 1 ve α 2'yi değiştirmez .

Sensör tarafından ölçülen sıcaklığın, algılama elemanının orta bölümüne (L D/2) yerleştirilmesine karşılık geldiği varsayılmaktadır.

Plakanın ve sensörün ısıl iletkenlik katsayılarını sırasıyla Λ 0 ve Λ d ile gösterelim.

Bir plakanın sabit sıcaklığını ölçerken hata şu şekildedir:

bu durum için B):

(5.12)

bu durum için V):

(5.13)

Çünkü L D /Λ D = P D , L 0 / Λ 0 = P 0 Sensörün ve plakanın termal dirençleri sırasıyla, verilen hata ilişkilerini termal dirençler cinsinden yeniden yazabiliriz: durum B):

(5.14)

(5.15)

Sabit olmayan sıcaklıkları ölçerken, ölçülen yüzey sıcaklığının doğrusal olarak değiştiği varsayımı altında kararlı durum hataları için ifadeler T İLE = T 0 + bτ Ve α 2 = 0, şu forma sahip:

olay B):

(5.16)

olay V):

(5.17)

(5.18)

(5.19)

Isıtma kaynağının karşı tarafındaki ısı transfer katsayısının sıfıra eşit olduğu varsayımı, plakanın adyabatik yalıtımının varsayımı anlamına gelir; İçeri giren tüm ısının onu ısıtmak için harcandığı varsayılmaktadır. Bu durum, ilk yaklaşım olarak, plakanın fiziksel izolasyonunun ısıtma kaynağının karşı tarafında veya çok düşük ısı transfer katsayılarında (sakin hava, yüksek irtifalarda uçuş sırasında seyrekleştirilmiş ortam) uygulandığında gerçekleşir. Bu varsayım sayesinde bu kadar basit ifadeler elde etmek mümkün oldu. T ağız .

Plaka inceyse ve malzemesi yüksek ısı iletkenlik katsayısına sahipse, o zaman Δ T ağız plakanın termal direncinden neredeyse bağımsızdır. Bağımlılık Δ T ağız itibaren α 1 doğası gereği hiperboliktir, küçük değerlerde gözle görülür bir bağımlılık vardır α 1 ve bağımlılık pratik olarak ortadan kaybolduğunda α 1 >1000 W/m 2 derece. Böylece hata değeri esas olarak sensörün termofiziksel parametreleri tarafından belirlenir. Yüzey dirençli termometrelerin ana takviye malzemeleri için bu parametreler Tablo'da verilmiştir. 5.4.

Tablo 5.4

Direnç termometrelerinin yüzeyini güçlendiren malzemeler için C d, P d değerleri

Şekil 2'de gösterilen durum için plaka sıcaklığının bir termokupl ile ölçülmesindeki hatayı ele alalım. 5.4.

P lamina kalınlığı L 0 Plakanın her iki tarafı da çevre ile ısı alışverişinde bulunmalıdır. Buna göre ortamla ısı değişim katsayıları α 1 Ve α 2 ve ortam sıcaklığı T 1 Ve T 2 . Termokupl termoelektrotların yarıçapı R D , termoelektrotların termal iletkenliğinin aynı olduğu varsayılır  Λ D .

Bir termokuplun etkisini bir ısı kaynağının etkisi olarak görüyoruz Qπ R 2 L 0 (R kaynağın yarıçapıdır).

(5.20)

Bir termokuplun etkisini bir ısı kaynağının etkisi olarak görüyoruz Q, plakada hacimli bir alanı kaplar π R 2 L 0 (R kaynağın yarıçapıdır).

Daha sonra kaynağın hareketinden uzak bölgedeki plakanın sıcaklığı

(5.21)

ve göreceli hata

(5.22)

Nerede k 0 (μ ), k 1 (μ ) – sıfır ve birinci dereceden değiştirilmiş Bessel fonksiyonları;

(5.23)

(5.24)

– termokupl termoelektrotların ısı transfer katsayısı. Burada δ itibaren Ve Λ itibaren- sırasıyla termokupl termoelektrotların yalıtımının kalınlığı ve termal iletkenlik katsayısı; α D– termoelektrotlar ve çevre arasındaki ısı alışverişi katsayısı;

(5.25)

Şekil 2'de gösterilen durum için termokupl hataları. 5.4 sınırlayıcıdır. Termoelektrotların ilk olarak ölçülen izotermal yüzey boyunca yeterli uzunlukta döşenmesi durumunda bunlar önemli ölçüde azaltılabilir (yeterlilik kriteri orandır). ben/ R D>50) ve ardından yüzeyden uzaklaşın.

Ortamın sıcaklığını ölçen sensörün hatalarının dikkate alınması, Şekil 2'de sunulan genel şemaya indirgenecektir. 5.5. Ortam gaz veya sıvı olabilir.

Şekil 2'deki tanımlar. 5.5 T evlenmek– ölçülen ortamın sıcaklığı; T d – sensör tarafından ölçülen sıcaklık; T st– sensör gövdesinin sıcaklığı. Öyle varsayılıyor T evlenmek > T D > T st > T İle α evlenmek - ortam ve sensör arasındaki konvektif ısı alışverişi katsayısı; ε D , ε st– sensör yüzeyinin ve duvarının emisyon katsayıları; Q dönüşüm , Q şart , Q memnun– konvektif, iletken y, radyasyon ısı akışları (son ikisi, söz konusu ölçüm durumu için sensörün termal kayıplarını karakterize eder) V av – serbest akış hızı;

Değerlendirmeyi basitleştirmek için, ortamın sıcaklık ve hızının hattaki dağılımının düzgün olduğu varsayılır. Sensör, termofiziksel özelliklerin düzgün dağılımına sahip bir çubuk olarak kabul edilir (gerçek yapılar için etkin değerler alınmalıdır). Çubuk, ortam için bir sıcaklık ölçerdir. Sabit durumda, çubuktan soğuk gövdeye ısı kaybı (q cond) ve soğuk duvarlara radyasyondan kaynaklanan kayıplar (q rad) olmasaydı ve frenlemeden dolayı herhangi bir hata olmasaydı, sensör ölçüm yapacaktı. ortamın sıcaklığı. Ortamın sıcaklığı zamanla değişirse sensörün termal ataletinden dolayı dinamik bir hata meydana gelir. Gerçekte sensör hataları aşağıdaki bileşenlerden oluşur:

İletken ısı kaybı ve dinamik ısı kaybının neden olduğu hataların birleşik görünümü, statik-dinamik hata olarak adlandırılabilir.

(5.27)

Formüle edilen basitleştirmelerle bu hata

(5.28)

(sensördeki sıcaklığın T d (0) = 0 başlangıç ​​değerinden aniden Tav'a değiştiği varsayılmaktadır). Burada

(5.29)

– sensörün konvektif ısıtma sıcaklığı;
-özısı, spesifik yer çekimi, sensör çubuğunun kesit alanı;

(5.30)

– sensör çubuğunun iletken ısı transferinin sıcaklığı; A– sensör çubuğunun etkin termal yayılma katsayısı; L  çubuk uzunluğu.

Çubuktan sensör gövdesine kadar bir soğutucunun varlığının statik bir hatanın oluşmasına yol açtığı görülmektedir.

(5.31)

Ayrıca iletken ısı transferi varlığında dinamik hatanın azaldığı da görülmektedir.

Aslında sensör çubuğunun sıcaklığındaki değişim oranı

(5.32)

ve termal atalet temponun tersidir.

Isı transfer koşullarına ve çubuk yapısına bağlı olarak

, (5.33)

Nerede ψ(α dk )  çubuğun sıcaklık alanının eşitsizlik katsayısı; A dt ,  çubuğun “iletken ısı transferi” katsayısı; F – termal faktör. Çünkü

(5.34)

(5.35)

Temponun karşılığı M termal atalet katsayısı denir

ε = 1/M,(5.36)

ve bağımlılık ε (A dk )  termal ataletin karakteristik eğrisi.

Bu nedenle, termal atalet ve ısı gideriminin ortak tezahüründen kaynaklanan hata, konvektif ve iletken ısı transferi katsayılarına, termal faktör F'ye ve çubuğun sıcaklık alanının düzgünsüzlük katsayısına bağlıdır. ψ(α dk ).

Ölçümlerdeki genel hata, gövdeye giden ısı emicinin artmasıyla birlikte artar, çünkü bir ısı emicinin varlığında, kararlı durum sıcaklık değeri ne kadar hızlı gerçekleşirse, ısı emicinin statik hatası nedeniyle o kadar fazla bozulur.

Statik hataların değerlerini ve termal ataletin karakteristik eğrilerini belirlemek, sensörü karakterize eden üç parametrenin bulunmasına gelir: α dt , ψ(α dk ) , Φ . Büyüklük ψ(α dk ) şeklinde temsil edilebilir

(5.37)

(5.38)

 sensör çubuğunun termal direncinin eşdeğeri. Plaka şeklinde bir çubuk şekli için n = 3, silindir şeklinde - n = 4, top şeklinde - n = 5 (ikinci türden düzenli bir termal rejimin koşulları için kesinlikle geçerlidir) .

Çubuk heterojen bir yapıya sahipse - düşük ısı iletkenliğine ve gözle görülür termal dirence sahip bir göbeğe sahip tek tip bir kabuk (koruyucu mahfaza), o zaman termal atalet katsayısının sınır değeri çubuğun çekirdeği tarafından belirlenir (ε ∞ = HF), ve statik hata, kabuğun termal iletkenliğidir. Bu durumda değer α dt kabuğun geometrik boyutlarını ve kaplama malzemesinin ısıl iletkenlik katsayısını biliyorsanız kolayca hesaplanır.

Bazı temsili tasarım sensör türlerinin statik-dinamik parametrelerinin değerlerine ilişkin özet veriler Tablo'da verilmiştir. 5.5.

Tablo 5.5

Sıcaklık sensörlerinin statik-dinamik parametreleri

(5.39)

Nerede B– sıcaklık değişim hızı.

Ortamın ölçülen sıcaklığından daha düşük bir sıcaklığa sahip olan boru hattının duvarları ile sensörün radyasyon ısı alışverişinden kaynaklanan hata, aşağıdaki değerlendirmeyle tahmin edilebilir.

Sıcaklığı ölçülen gaz şeffafsa, sensörden duvarlara olan spesifik ısı akışı:

(5.40)

(5.41)

– sensör ile duvar arasındaki radyant ısı alışverişi katsayısı ( ε S – siyah cisim emisyon katsayısı); S D / S st – sensörün yüzey alanlarının ve radyasyon ısı değişimine maruz kalan duvarın oranı.

Konveksiyon nedeniyle sensöre sağlanan ısı akısının eşitliği ve radyasyon nedeniyle duvarlardaki ısı kaybının sabit problemini düşünürsek, o zaman q konv ve q rad'ın ortak çözümü göreceli olarak T D sabit bir değer elde etmenizi sağlar T D Ve

(5.42)

Radyasyon kayıplarından kaynaklanan hataları (neredeyse büyüklük sırasına göre) azaltmanın etkili bir yolu, sensör ile duvarlar arasına bir radyasyon önleyici ekran yerleştirmektir. Ayrıca, artı 500°C'nin üzerindeki ortam sıcaklıklarında, gazın kendi radyasyonunun ortaya çıktığı ve bunun da koruyucu etkiye sahip olduğu akılda tutulmalıdır. Sensörün hassas elemanının düşük emisyon katsayılarına (gümüş, altın, platin) sahip kaplamaları eklenerek yaklaşık olarak aynı etki elde edilebilir.

Sensörde akış yavaşlatıldığında sensör, gaz akışının denge termodinamik sıcaklığını aşan ancak sensördeki akışın yavaşlaması eksik olduğundan durma sıcaklığı değerine ulaşmayan bir sıcaklık ölçer. Eğer Tsr Gaz akışının denge termodinamik sıcaklığı ve T*- frenleme sıcaklığı

(5.43)

Nerede k = c H / C v - sabit basınçta ve sabit hacimde gazın özgül ısı kapasitelerinin oranı; M =V evlenmek / V ses  Mach sayısı, yani akış hızının yerel ses hızına oranı, daha sonra

(5.44)

Nerede R geri kazanım katsayısı, sensördeki akışın kinetik enerjisinin termal enerjiye dönüştürülmesinin eksikliğini karakterize eder.

İle en uygun Geriye dönme katsayısının tanımlanabilirliği ve kararlılığı açısından bakıldığında, katsayının bağımsızlığının Mach ve Reynolds sayılarının geniş bir aralığında gözlendiği cisimler etrafındaki uzunlamasına akış söz konusudur. R.

Yani bir plaka termometresi için değer R 0,85'tir. Küçük çaplı ince duvarlı bir tüp üzerindeki sensörlerin akışa duyarlı elemanları r = 0,86...0,9, uzunlamasına aerodinamik telli termokupllar için R = 0,85... 0,87.

Açık telli termokuplların etrafında çapraz akışta R≈ 0,68 ± 0,08.

Geri kazanım katsayısını arttırmanın etkili bir yolu, sensörlerdeki frenleme odalarını kullanmaktır (alanı 25...50 kat azaltılmış çıkış deliğine sahip açık bir giriş). Fren odasındaki bir termokupl etrafında uzunlamasına akışla r ≈ 0,98, enine ile R ≈ 0,92... 0,96.

Termokuplun çalışma bağlantısı, çapı termoelektrotların çapını aşan bir top şeklinde yapılırsa, hem boyuna hem de enine akışta R ≈ 0,75.

Akışın statik sıcaklığını ölçülen denge sıcaklığından (veya dikkate alınmazsa hatadan) belirlemek için yapılan düzeltme negatif bir işarete sahiptir ve şuna eşittir:

(5.45)

Yüzeye dağıtılan hassas elemanlarla ölçüldüğünde, sıcaklığın akış kesiti boyunca eşit olmayan dağılımından kaynaklanan hatalar ayrı bir değerlendirme gerektirir.

Takviye malzemelerinin izolasyon kaybından kaynaklanan yüksek sıcaklık ölçümlerindeki hataların rolü önemlidir.

Dirençli termometreler için, termometrenin hassas elemanının ölçüm akımı ve ilgili hata ile ısıtılması olasılığı; bunun büyüklüğü hem termometre ile çevre arasındaki ısı alışverişinin yoğunluğuna hem de termal direnç ve ısı kapasitesine bağlıdır. Hassas elemanı güçlendiren malzemelerin miktarı dikkate alınmalıdır.

Nüfuz eden radyasyon alanlarında sıcaklık ölçülürken, radyasyonun büyüklüğüne bağlı olarak hem anlık hem de integral etkilerden kaynaklanan hatalar dikkate alınmalıdır.

Hataları tahmin etmek için gerekli bilgiyi elde etmenin hiçbir şekilde temel bilgiyi elde etmekten daha kolay olmadığı anlaşılmalıdır. Bu nedenle, kabul edilebilir olduklarından emin olmak için sıklıkla maksimum hata değerlerinin değerlendirilmesine başvururlar.

Ancak asıl önemli olan, hataların doğasını ve bunların tezahür kalıplarını anlamaktır, çünkü bu, uygun sensör seçiminin ve ölçümlerin doğru organizasyonunun anahtarıdır.

Herhangi bir enstrümantasyon sensörünün ana niteliksel özelliği, 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– bu, 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. Basit bir ifadeyle 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 daha büyük veya daha küçük olabileceğinden, ölçüm hatası artı işaretine (cihaz okumaları fazla tahmin edilir) veya eksi işaretine (cihaz eksik tahmin eder) sahip 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 ile belirlenen ölçüm cihazlarının genelleştirilmiş bir özelliğidir. Ayrıca doğruluk sınıfı, bu cihaz tarafından gerçekleştirilen ölçümlerin doğruluğunun doğrudan bir özelliği değildir; yalnızca ölçüm hatasının olası aletsel 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 değere sahip olan standart bir ölçüm cihazının okumalarıyla karşılaştırılır. fiziksel miktar sağlanır. Ayrıca, sensörün ölçüm hatası hem ileri strok sırasında (ölçeğin minimumundan maksimumuna ölçülen fiziksel niceliğin artması) hem de geri strok sırasında (ölçülen değerin ölçeğin maksimumundan minimumuna azaltılması) kontrol edilir. ölçek). Bunun nedeni, sensörün hassas elemanının (basınç sensörü membranı) elastik özelliklerinden dolayı farklı akış hızlarının olmasıdır. kimyasal reaksiyonlar(elektrokimyasal sensör), termal atalet vb. Sensör okumaları, sensörü etkileyen fiziksel miktarın nasıl değiştiğine (azalma veya artma) bağlı olarak değişecektir.

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 sensörü ölçeğinin minimumu, mbar. Rsh.min = 0 mbar.

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

Aldığımız bilinen değerleri değiştirerek:

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 açısından normal çevre koşullarında ve anma gerilimi Daha yüksek veya daha düşük sıcaklıklar ve besleme voltajı ek ölçüm hatalarına yol açabileceğinden sensör güç kaynağı. 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, kullanılan standart ölçüm cihazları setindeki farklılıklar nedeniyle birincil doğrulamanın yapılması, periyodik doğrulamadan çok daha kolay ve daha ucuzdur. Periyodik ve birincil doğrulama için.

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, çeşitli uygulamalar için, 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. Belki de bu uygulama için sensörün hassas elemanını agresif ortamlara maruz kalmaktan koruyan membranlı basınç sensörlerinin (ayırıcı bir membranla donatılmış) kullanılması gerekebilir.
• 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, basınç ölçülürken, sensörler 3 yollu vanalar kullanılarak monte edilir; ayrıca, buhar basıncını ölçerken, basınç sensörlerinin, üzerine etki eden ortamın sıcaklığını azaltan özel bir cihaz - Perkins tüpü aracılığıyla bağlanması önerilir. 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 ortam sıcaklığının 145 °C'ye ulaşabildiği kısa süreli (20 ila 40 dakika) CIP ve SIP temizleme (sterilizasyon) işlemleri gerçekleşir. Bu tür uygulamalar için, KLAY-INSTRUMENTS SAN basınç sensörleri - 8000-SAN ve 2000-SAN gibi geçici olarak yüksek sıcaklıklara maruz kalmaya dayanıklı sensörler kullanılmalıdır.

Tensör dirençli dönüşüm ilkesini kullanan tüm basınç sensörlerinin okumaları, ölçülen ortamın sıcaklığına büyük ölçüde bağlıdır, çünkü sıcaklık değiştikçe, basınç sensörünün ölçüm devresini oluşturan dirençlerin direnci de değişir.

Basınç sensörleri için “sıcaklık hatası” kavramı tanıtılmıştır. ek hata Baz sıcaklığa (genellikle 20 °C) göre ölçülen ortamın sıcaklığındaki her 10 °C'lik değişiklik için ölçümler. Bu nedenle basınç sensörünün toplam ölçüm hatasını belirlemek için proses sıcaklığının bilinmesi gerekir.

Sıcaklığın etkisini azaltmak için basınç ölçerler çeşitli sıcaklık dengeleme şemaları kullanır.

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 seviyeÖlçüm doğruluğu gerektiren ve aktif sıcaklık kompanzasyon devreleri kullanan 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 tasarımlı basınç vericileri için en popüler bağlantılar G1/2″ DIN 16288 ve M20x1.5 dişli bağlantılardır.

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 endüstrilere özel olarak tasarlanan KLAY-INSTRUMENTS basınç sensörleri 50'den fazla farklı proses entegrasyon seçeneği ile üretilebilmektedir.

Bağlantı tipinin 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. Gıdayla temas halinde çalışması amaçlanan basınç sensörleri için "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, kullanılabilirlik gereklidir Sıhhi ve epidemiyolojik sonuçlar. 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.

Eğer mevcutsa çevre agresif maddeler nedeniyle 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; Bu tasarımda nemli hava sensöre girdikten sonra sıcaklık düştükçe yoğunlaşır ve 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 alan" membran aracılığıyla atmosfere bağlanır.

Ayrıca tüm KLAY sensörlerinin sensör kontakları, sensörün korozyona karşı ek koruması için varsayılan olarak özel bir sentetik bileşikle doldurulmuştur.

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 hemen hemen 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 atmosferik basınç;
• Sensörün kurulduğu yerde, okumaları etkileyebilecek herhangi bir akış türbülansı veya başka bir olay yoktur.

Ek hata- Bu özel uygulamanın özelliklerine bağlı olarak çalışma koşullarının normalden sapmasından kaynaklanan hata değeri. Ek hatanın ana bileşenlerinden biri, aşağıdaki şekilde gösterilen sıcaklık hatasıdır: teknik döküman basınç sensörlerine bağlanır ve aşağıdakiler için hesaplanabilir: özel anlamçalışma ortamının 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 hesaba katmak 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.
• Pasaporta göre sıcaklık hatası %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.