Разработка и метрологическое обеспечение измерительного канала давления

б) в мультиплексном режиме:

- - для однопроцессорного комплекса  – 730 тыс.слов/с;

- для двухпроцессорного комплекса – 1300 тыс.слов/с;

Комплекс готов к работе через 15 минут после включения питаня.

Функция преобразования входного цифрового кода имеет вид: Р=f(Px). Приведенная основная погрешность составляет ±0,2%.

Зависимость между выходным сигналом и измеряемым параметром (номинальная статическая характеристика) имеет вид:

P

Nx х 103	0	13	26	39	52	65
Р, МПа	0	3,2	6,4	9,6	12,8	16

 

16

 

12,8

 

9,6       

6,4       

3,2        

 

                          13          26      39        52          65          Nx х 103

 

Рабочее место оператора-технолога РМОТ

РМОТ предназначено для предоставления информации оператору - технологу о ходе технологического процесса и состоянии оборудования.

РМОТ выполняет следующие функции:

1. Отображение по командам оператора  на цветных графических дисплеях  фрагментов мнемосхем объекта  управления и таблиц с индикацией  значений параметров и состояния  оборудования;

2. Отображение по командам оператора на символьном дисплее текущих значений параметров;
3. Отображение на экранах информации об отклонениях значений параметров;
4. Отображение на экране символьного дисплея сообщений о событиях, происходящих с параметрами и оборудованием, представленными на формате, индицируемом на экране;
5. Отображение на экране символьного дисплея информации о невыполнении оборудованием команд защит и блокировок при возникновении условий срабатывания защит и блокировок;
6. Отображение на экране группы аналоговых параметров в виде гистограмм по заранее сформированному списку;
7. Сигнализация на клавиатуре РМОТ отклонений по важным параметрам;
8. Адресный режим, позволяющий определить цифры параметров, выводимых на вызванный формат;
9. Звуковая сигнализация;
10. Получение справки по аналоговым и дискретным параметрам.

 

 

3.4 Расчёт метрологических характеристик измерительного канала давления в реальных условиях эксплуатации

 

В состав измерительного канала входят пять структурных элементов, все они имеют свои технические и метрологические характеристики, значения нормальных условий эксплуатации, свои условия поверки и т.д. Для обеспечения нормальной работы всего ИК необходимо выбрать оптимальные параметры для всех структурных элементов. По звеньям ИК:

1. От +5 до + 40°С температура без учёта внесения поправок (если диапазон превышает указанный то необходимы дополнительные поправки). Определены по БРТ;
2. Относительная влажность воздуха от 40 до 90% (МСКУ);
3. Атмосферное давление от 84 до 107 кПа (БРТ);
4. Частота вибраций 25 Гц и амплитудой до 0,1 мм (МСКУ);
5. Напряжение питания U =220±22 В;
6. Частота 50±1 Гц.

При расчёте метрологических характеристик определяется погрешность ИК давления воды, составленного из последовательно включенных аналоговых и аналого-цифровых компонентов, т.е. агрегатных средств измерений с меньшими функциями преобразования и нормированными MX для статического режима измерений. Требуется рассчитать значение приведенной погрешности ИК давления воды.

Компоненты ИК имеют следующие погрешности.

 

Первичный преобразователь Сапфир-22М-ДИ

Предел допускаемой приведенной основной погрешности равен ±0,5%.

Диапазон измерения от 0 до 5 мА.

 

 

Блок распределения унифицированного токового сигнала

Предел допускаемой приведенной основной погрешности равен ±0,2%. Диапазон измерения от 0 до 5 мА.

Дополнительная погрешность от температуры окружающего воздуха от (20 ± 2)°С на каждые 10°С в диапазоне изменения температур от +5°С до +60°С, не должна превышать 0,5γ.

 

 

Дополнительная погрешность при верхнем значении относительной влажности окружающего воздуха (90%) и температуры (30°С) не должна превышать 0,5γ.

γ вл=0,5·0,2=0,1%

Абсолютная погрешность первичного измерительного преобразователя Сапфир-22М-ДИ:

 

 

Комплекс связи с объектом М-64

Комплекс связи с объектом типа М-64. Основная приведенная погрешность в диапазоне от 0-до 5 мА будет равна ±0,6%.

Абсолютная погрешность М-64определяется по формуле:

 

Рабочее место оператора-технолога РМОТ не вносит погрешность, либо погрешности незначительны, что даёт право пренебречь им.

 

Суммарная погрешность измерительного канала

Таким образом, получены все погрешности структурных элементов ИК, что даёт возможность вывести основную погрешность ИК.

Так как ИК заканчивается аналого-измерительным преобразователем, то суммарная погрешность ИК давления будет складываться из погрешности аналоговой части и погрешности аналого-цифрового преобразователя.

Таким образом, СКО погрешности измерительного канала в целом определяется по формуле и составит:

 

 

где γПИП - основная погрешность первичного измерительного преобразователя давления Сапфир-22М-ДИ;

γт - дополнительная погрешность БРТ от влияния температуры;

γВЛ - дополнительная погрешность БРТ от изменения влажности и других

влияющих факторов;

γБРТ - основная погрешность блока распределения унифицированного токового сигнала БРТ;

γМ-64 - основная погрешность комплекса связи с объектом М-64;

γСМ-2М - основная погрешность управляющего вычислительного комплекса СМ-2М.

Предельно допустимое значение погрешности ИК находится по формуле:

где tp – коэффициент Стьюдента определяемый по заданной доверительной вероятности.

Принимая значение доверительной вероятности Р=0,95, по таблице определяем tp=1,96, тогда:

Полученное значение погрешности разработанного измерительного канала не превышает нормы точности измерения давления в ИК, которая составляет 1,5%.

 

3.5 Разработка методики калибровки измерительного канала давления.

Калибровка средств измерений выполняется с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений. Определение аналогично поверке, от которой калибровку отличает то, что она распространяется на средства измерений, которые не подлежат государственному метрологическому контролю и надзору, т.е. поверке. Если поверка является обязательной операцией, контролируемой органами Государственной метрологической службы, то калибровка - это добровольная функция, выполняемая либо метрологической службой предприятия, либо по его заявке любой другой организацией, способной выполнить работу.

 

Средства калибровки

При проведении калибровки измерительного канала используются следующие средства, приведенные в таблице 9.

 

Таблица 9 - Средства кали бровки

 

Наименование	Условное обозначен ие		Метрологические характеристики
1. Манометр грузопоршневой образцовый  МП4УУ2	МП4УУ2		Основная погрешность диапазона измерения (0-16)МПа равна ±0,3%
2. Установка для калибровки приборов  на постоянном и переменном  токе			диапазон выходного тока U (0.001- 1000)В; диапазон входного тока 0-2 0А
3. Вольтметр	Д50552		класс точности 0,1; диапазон измеряемого напряжения (0- 600)В
4. Компаратор напряжения	Р3003	класс точности 0,0005; номинальное напряжение ±10В; номинальный ток нагрузки 5мА; номинальное сопротивление не менее 2кОм
5. Магазин сопротивления	R33	- класс точности 0,2; - величина сопротивления  от 0,1 до 99999,9 Ом
6. Катушка сопротивления образцовая	Р321 - 10Ом	класс точности 0,01; Рном =0,1 Вт -   Рmax=1 Вт
7. Поверочный стенд	Д-305М	Создаёт давление с погрешностью 0,02%

 

Условия калибровки

Условиями калибровки называется совокупность внешних факторов, изменение которых может привести к изменению погрешностей элементов входящих в измерительный канал.

При проведении калибровки следует соблюдать следующие условия:

1. Температура окружающего воздуха - (20±2)°С;
2. Относительная влажность окружающего воздуха - (30 - 80)%;
3. Атмосферное давление - (80 - 106) кПа или (630 - 800) мм.рт.ст.;
4. Напряжение питания - (220±5) В;
5. Частота питания - (50±0,5) Гц; (60±0,5)Гц; (400±12)Гц;
6. Сопротивление измерительного электрода - (500±50)мОм;
7. Сопротивление вспомогательного электрода - (10± 1 )кОм;
8. Частота напряжение переменного тока - (45÷65)Гц.

Операции калибровки

Калибровка включает в себя следующие операции:

Внешний осмотр;

Опробование;

Определение электрического сопротивления изоляции;

Определение MX;

Определение погрешностей: основной, приведенной, абсолютной;

Оформление протокола калибровки.

При внешнем осмотре устанавливают соответствие ИК давления следующим требованиям:

• отсутствие внешних повреждений корпусов приборов;
• наличие и качество надписей;
• соответствие комплектности приборов, указанной в паспорте;
• контактные зажимы или выводы должны быть исправны и снабжены маркировкой;
• отдельные части ИК давления должны быть прочно закреплены;

-болты для заземления, если он  предусмотрен конструкцией, должен  иметь

обозначение в соответствии с требованиями ГОСТ 21130;

• корпусы элементов не должен иметь дефектов, с целью предотвращения утечек заполняющей его жидкой или газов;
• короткозамыкатель и другие средства защиты, если он предусмотрен конструкцией, должен быть исправен;
• на элементах ИК должны быть четко указаны паспортные данные.
• корпус ПИП проверен на микротрещенны с целью исключения взрыва.

Если при внешнем осмотре обнаружены дефекты по приведенному

перечню, то ИК дальнейшим операциям поверки не допускается.

Опробование:

Подключить датчик согласно схеме соединений к блоку информационному Сапфир-22М-ДИ или внешнему блоку питания и внешнему миллиамперметру и прогреть в течение 15 минут;

Проверить исправность его функционирования. Индикация Сапфир-22М-ДИ не должна указывать на разрывы в цепи между датчиком и амперметром;

Проверить нулевые показания прибора. При необходимости провести регулировку нуля;

Подать при помощи приспособления для поверки подать ПГС на сенсор датчика, при этом должно наблюдаться нарастание показаний табло и его стабилизация.

Определение электрического сопротивления изоляции: