Промышленные датчики давления.

Промышленные датчики давления могут иметь предел допускаемой основной погрешности: 1,0 %; 0,5 %; 0,25 %.

Промышленные датчики давления чаще всего имеют чувствительный мембранный элемент и преобразователь, который преобразует деформацию мембраны в электрический сигнал. Могут применяться:

• емкостные преобразователи;

• индуктивные;

• тензопреобразователи и др.

Индуктивные манометры.

Представляют собой мембранные манометры с индукционным преобразователем. (Рисунок)

Тензометрические датчики давления.

У датчика с тензочувствительным преобразователем деформация мембраны манометра преобразуется в электрический сигнал мостовой схемой. В плечах моста находятся тензодатчики, наклеиваемые на мембрану. Выходной сигнал напряжения снимается с диагонали моста (слайд 6).

Датчики выпускаются промышленностью для измерения давления в определённом диапазоне, максимальный верхний предел измерения которого может быть (для датчиков избыточного давления):

Например: датчик избыточного давления Метран-100-ДИ-1152 имеет ряд верхних пределов измерения:

0,1; 0,16; 0,25; 0,40; 0,60; 1,0; 1,6; 2,5 МПа

Датчики с двухпроводной токовой линией связи

Большинство датчиков в нефтегазовой промышленности яв­ляются полевыми устройствами, преобразующими измеряемый параметр в сигнал 4...20 мА. Главная особенность таких дат­чиков - низкое энергопотребление при минимальном значении входного сигнала. Для работы датчика требуется ток менее 4 мА. Только в этом случае электропитание и выходной сигнал могут подаваться по одной линии.

Для питания электронной схемы датчика (слайд9) требуется невысокое напряжение питания порядка 5...8 В, кото­рое может преобразовываться в датчике в двуполярное стабили­зированное напряжения порядка ±2,5 В. Для работы схем усилителя, управления диспле­ем и выходным транзистором потребляется ток менее 2 мА. При максимальном значении выходного сигнала выходной транзистор приоткрывается (т.е. сопротивление его перехода уменьшается) настолько, чтобы пропустить ток 18,1 мА; в результате по линии связи проходит полный ток 20 мА.

Преимущества схемы подключения типа «токовая петля»:

1) токовая петля имеет низкое сопротивление, а следо­вательно, более устойчива к помехам, чем линии связи с сигна­лами напряжения;

2) до определенного предела она не чувствительна к изменению внутреннего сопротивления прово­дов линии связи;

3) «нуль» токового контура 4...20 мА отличается от «нуля сигнала работающего прибора», что позво­ляет надежно распознать неисправность датчика, а также обрыв линии связи.

Электроника датчика распознаёт отказ прибора (например, неисправность чувствительного элемента (сенсора)) и немедлен­но устанавливает выходной сигнал, равный 3 мА. При обрыве ток в линии отсутствует (0 мА). В обоих состояниях выходной сигнал будет отличен от сигнала в режиме измерения, что позво­ляет обнаружить неисправность (слайд10). Диапазон 4...20 мА имеет фиксированный верхний предел, поэтому ток, превышаю­щий 20 мА, также не может интерпретироваться как измеритель­ный сигнал. Это может служить указанием, что значение изме­ряемого параметра превысило измерительный диапазон, или сви­детельствовать о коротком замыкании, т.е. о неисправности. При этом ток короткого замыкания должен ограничиваться до разум­ного значения на стороне контроллера с помощью защитного резистора (или плавкого предохранителя).

Если датчик откалиброван, то при отсутствии давления он покажет «нуль». Чтобы амперметр показывал ток 4 мА, выход­ной транзистор должен «приоткрыться» и отобрать из линии питания определенный ток, доведя полный ток в цепи до 4 мА. Считается, что ток ниже 3,6 мА или выше 21 мА свидетельствует о неисправности. Следовательно, измерительный сигнал i_изм включая выход за нижнюю границу диапазона и превышение верхней границы диапазона, находится в пределах между 3,8 и 20,5 мА.

Пример: измерительный диапазон головки равен 100 Па, сле­довательно, 10 мА выходного тока датчика соответствуют давле­нию (100/16)*6 = 37,5 Па.

Без барьера безопасности они мо­гут использоваться только в невзрывоопасных областях. При со­единении с соответствующим барьером безопасности датчики можно установить во взрывоопасной зоне.