Седалищев В.Н. Методы и средства измерений неэлектрических величин
Подождите немного. Документ загружается.
Rosemount 3051С. Датчики с сенсорным модулем на базе емкостной
ячейкой для измерения перепада давлений, избыточного, абсолютного
давлений с верхними пределами измерений от 0,025 до 27580 кПа.
Интеллектуальные датчики давления серии Метран-150 предназначены
для непрерывного преобразования в унифицированный токовый выходной
сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART входных
измеряемых величин: избыточного давления; абсолютного давления;
разности давлений.
Интеллектуальные датчики давления серии Метран-100 предназначены для
измерения и непрерывного преобразования в унифицированный аналоговый
токовый сигнал и/или цифровой сигнал в стандарте протокола HART, или
цифровой сигнал на базе интерфейса RS485.
Малогабаритные датчики Метран-55 предназначены для работы в
различных отраслях промышленности, системах автоматического контроля,
регулирования и управления технологическими процессами и обеспечивают
непрерывное преобразование измеряемых величин избыточного (ДИ),
абсолютного (ДА) давления, разрежения (ДВ), давления-разрежения (ДИВ)
нейтральных и агрессивных сред в унифицированный токовый выходной
сигнал.
Вентильные блоки Rosemount серии 300 предназначены для подключения
датчиков давления Rosemount к импульсным линиям в системах
автоматического контроля, регулирования и управления технологическими
процессами.
Клапанные блоки предназначены для подключения датчиков давлений
серий Метран-100, -150, -22-АС-1, -49, -55, Rosemount 1151, 2088, 3051С/Т и
других аналогичных к импульсным линиям в системах автоматического
контроля, регулирования и управления технологическими процессами.
Расходомерные диафрагмы предназначены для измерения расхода
жидкостей, пара, газов методом переменного перепада давления в комплекте
с датчиками разности давлений, а также с датчиками избыточного
(абсолютного) давления, датчиками температуры и вычислителем.
Датчик абсолютного давления прямого монтажа EJA510A
Датчик перепада давления EJA110A
Преобразователи давления с токовым выходом
Приборы контроля давления цифровые программируемые с пневматическим
входным и электрическим выходным сигналом и сигнализацией
Датчики давления газа малогабаритные, высокотемпературные
с гибким выводом.
Принцип измерения — тензометрический, конструкция чувствительного
элемента выполнена в виде капсюля, устойчивы к вибрации и температуре.
Основные модификации корпусов и присоединительные размеры
Базовый вариант. М12×1,25. М18×1,5
Базовый вариант, оснащенный переходником с резьбой Витворта.
W27×1/10″
Датчик, с корпусом подобным свече накаливания для вихревых камер.
М10×1,0 min
Технические характеристики:
Измеряемое давление 0 ÷ 20 Мра
Зона рабочих температур на мембране -40 ÷ +500°С
Основная погрешность в зоне рабочих температур 0,5 ÷ 1,0 %
Собственная частота 20,0 kHz
Измерители давления МВГ-1
Измеритель давления МВГ-1 предназначен для совместной работы
с неохлажденным датчиком давления ДМВГ-160-500, установленным
в полости, связанной с камерой сгорания цилиндра ДВС. Представлены
модели с подключением различного числа датчиком (от 1 до 8 шт.).
Одноканальный измеритель давления.
Многоканальный измеритель давления
Измеритель давления:
• Осуществляет преобразование сигнала, полученного от датчика
давления ДМВГ-160-500, в аналоговый выходной сигнал,
пропорциональный давлению в камере сгорания.
• Выдает информацию на цифровом табло, соответствующую
максимальному давлению в камере сгорания.
Технические характеристики:
Индицируемое давление на табло 0 ÷ 20 Мра
Выходное напряжение аналогового сигнала 0 ÷ 5 В
Напряжение питания 18 ÷ 36 В
Защита
от переполюсовки питания.
7. Измерение параметров движения и механических колебаний
Перемещение объекта, его скорость и ускорение являются
взаимосвязанными физическими величинами: скорость это первая
производная от перемещения, ускорение - его вторая производная. Однако
взять вторую производную сильно зашумленного сигнала практически
невозможно, поскольку это приводит к возникновению очень больших
погрешностей даже при использовании очень сложных схем обработки.
Поэтому скорость и ускорение объектов нельзя
определять по данным,
полученным при помощи датчиков перемещения.
Как правило, в низкочастотной области довольно хорошую точность
измерений обеспечивают датчики положения и перемещения объектов. В
зоне средних частот уже предпочтительнее использовать датчик скорости. На
высоких частотах, когда перемещения соизмеримы с уровнем шумов,
применяются датчики ускорения. Скорость движения может быть линейной
или
угловой. Измерение скорости зависит от размеров объекта.
В настоящее время разработана глобальная система навигации (GPS),
позволяющая определять скорость и положение крупных объектов, таких как
наземные и морские транспортные средства, при помощи радиосигналов от
большого числа спутников. Определение скорости и положения таких
объектов вычисляется по времени задержки между сигналами, полученными
от разных
спутников.
Для малых объектов и расстояний спутниковые системы пока не
подходят. Здесь, как правило, применяется метод сравнения с эталонными
величинами. Принцип действия таких датчиков основан на измерении
перемещений объекта относительно некоторого эталонного объекта, который
часто входит в состав самого измерительного прибора.
Иногда таких элементов в составе датчиков нет, так
как они сами
преобразуют свое движение в электрические сигналы. Например, в
соответствии с законом Фарадея, магнит, движущийся в катушке
индуктивности, приводит к возникновению в ней ЭДС, пропорциональной
скорости движения.
Линейные датчики скорости построены на принципе магнитной
индукции. В их состав входит постоянный магнит и катушка индуктивности.
Выходным сигналом датчика является
индуцируемая ЭДС. Так как при этом
измеряемые перемещения невелики, то такие датчики используют для
измерения скорости вибрации.
Рис. 7.1 Индукционный датчик скорости генераторного типа.
Рис. 7.2 Фотоэлектрическое устройство измерения угловой скорости
вращения.
Для измерения параметров движения (скорости, ускорения) используют:
• механические тахометры (простота конструкции, но большое
потребление энергии от объекта измерения);
• тахогенераторы (с непосредственным контактом с объектом и
бесконтактные, индукционные магнитные, фотоэлектрические);
• стробоскопические устройства.
Механические тахометры бывают двух типов: на вихревых токах и
центробежные (измеряется усилие).
Электрические тахометры – аналоговые и дискретные
(число импульсов).
Для измерения линейной скорости также используют тахометры.
Механические колебания, вибрации (прямолинейные, вращательные)
подразделяются на детерминированные или стохастические, полезные и
вредные.
При этом измеряют амплитуду, частоту, фазу колебаний. Используют
статистические оценки для стохастических процессов.
Используют два способа крепления вибродатчиков:
• жесткое крепление к объекту;
• силовой контакт.
При силовом контакте щупа с объектом измерения необходимо
учитывать частоту колебаний, жесткость и инерционные характеристики
щупа, усилие придавливания.
• виброметр – измеряет амплитуду вибраций;
• велосиметр – скорость;
• акселерометр – ускорение.
Ускорение является динамической характеристикой объекта.
Акселерометры используют для измерения параметров взрыва, удара в
строительстве и в машиностроении. Для этой цели широко применяют
пьезоэлектрические преобразователи.
Правильно рассчитанный, изготовленный и откалиброванный
акселерометр должен иметь одну резонансную частоту и плоскую частотную
характеристику, обеспечивающую точность измерения параметров
колебаний в достаточно широком диапазоне частот. Для расширения
частотного диапазона используют демпфирование колебательной системы
преобразователя.
Рис. 7.3 Частотная характеристика акселерометра.
При калибровке таких датчиков определяют следующие характеристики:
• Чувствительность – отношение выходного электрического сигнала к
входному механическому. Чувствительность обычно определяется для
синусоидального сигнала эталонной частоты (160 Гц – в Европе, 100Гц
– в США).
• Частотная характеристика – поведение выходного сигнала в рабочем
частотном диапазоне акселерометра.
• Резонансная частота недемпфированного датчика
.
• Уровень выходного сигнала при нулевом внешнем воздействии. Этот
параметр определяется для положения датчика, в котором его
чувствительная ось перпендикулярна направлению силы гравитации. В
датчиках, имеющих постоянную составляющую выходного сигнала,
влияние гравитации необходимо устранять.
• Линейность акселерометра. Данный параметр определяется во всем
динамическом диапазоне входных сигналов.
При выборе акселерометра для конкретного применения необходимо
учитывать следующие факторы:
• Что необходимо измерять: амплитуду вибраций или линейное
ускорение.
• При какой температуре среды должен работать датчик, и как быстро
эта температура меняется.
• Частотный диапазон.
• Требования предъявляются к линейности и точности.
• Требования к массгабаритным показателям.
• Требования к источнику питания.
• Условия эксплуатации.
• Требования к механической прочности.
• Наличие акустических и электромагнитных полей и др.
Рис. 7.4 Схема датчика ускорения с реостатным преобразователем
7.2 Емкостные акселерометры
В состав всех акселерометров входит специальный элемент
(инерционная масса), движение которого отстает от движения корпуса
датчика. И независимо от конструкции датчика ускорений его основная цель
заключается в детектировании перемещения этой массы относительно
корпуса устройства и преобразовании его в пропорциональный
электрический сигнал. Поэтому другой составной частью емкостных
акселерометров является детектор перемещений
, способный измерять
микроскопические амплитуды вибрационных колебаний или линейных
ускорений.
Емкостной метод преобразования перемещений в электрический сигнал
является самым проверенным и надежным.