Устройство и работа

1 2

Цель работы

1. Изучить состав метрологического стенда.

2. Изучить принцип поверки на метрологическом стенде датчиков давления.

3. Изучить принцип действия и устройство датчиков давления типа Метран-43-ДИ и Метран-43-ДД.

Задание

1. Произвести поверку датчика избыточного давления Метран-43-ДИ.

2. Произвести поверку датчика разности давлений Метран-43-ДД.

Описание и работа

Стенд позволяет поверять датчики давления с выходным сигналом: 0-5 мА, 4-20 мА, 5-0 мА, 20-4 мА, 0-20 мА, 20-0 мА.

Стенд обеспечивает электрическое питание поверяемых датчиков давления напряжением постоянного тока: 12±0,24 В; 24±0,48 В; 36 ± 0,72.

Максимальный ток не более 50 мА.

Стенд позволяет подключить приборы с суммарной потребляемой мощностью не более 2,2 кВт

Предел допускаемой основной погрешности поверяемых датчиков давления от верхнего предела их диапазона измерений при поверке калибраторами, не менее 0,2 % и не менее 0,1% при поверке задатчиками давления "Воздух".

Устройство и работа

Стенд для поверки датчиков давления СПД-КВ в состав, которого входит стол рабочий (поз. 1), кресло (поз. З), тумба с ящиками (поз. 15) показан на рисунке 1. Стоп (с мраморной столешницей) для размещения эталонов (поз. 2) в состав стенда СПД-КВ не входит и поставляется по заказу потребителя.

На столешнице стенда размещаются поверяемые датчики (поз. 5) и оборудование, необходимое для поверки (калибратор давления портативный Метран 501-ПКД-Р (поз. 4) с модулями давления, мера сопротивления с вольтметром, источник создания давления в зависимости от диапазонов измерений поверяемых датчиков давления).

Стенд имеет регулируемые опоры (поз. 10), которые позволяют выставить рабочую поверхность стола в горизонтальной плоскости, на ножке стенда и на шине размещены зажимы длязаземляющего провода (поз. 9, 13). Места заземления обозначены соответствующей маркировкой.

Задатчики давления типа "Воздух", применяемые в качестве эталонных приборов (поз. 8), размещают на горизонтальной поверхности стола (с мраморной столешницей, поз. 11). Стоп для размещения эталона имеет регулируемые опоры (поз. 12) и резиновые демпферы, гасящие вибрацию. Для удобства работы поверителя стол для размещения эталона располагается рядом со стендом, в соответствии с рисунком 1. На лицевой поверхности стенда находится панель (поз. 7), на которую выведены элементы коммутации электрических и пневматических цепей.

Рисунок 1 - Стенд для поверки датчиков давления СПД-КВ

На панель (рисунок 2) выведены следующие элементы:

- манометры (поз. 1);

- ручки клапанов редукционных КР1, КР2 (поз. 2);

- тумблеры распределителей Р1, Р2, (поз. 3);

- разъемы для подключения давления питания задатчиков давления (поз. 4);

- разъем "Поверка" датчика (поз. 5);

- разъем "Прогрев" датчика (поз. 6);

- тумблер, коммутирующий диапазоны выходных токовых сигналов датчиков 0-5 мА и 4-20 мА (поз. 9);

- тумблер, коммутирующий сигналы напряжения питания датчиков 24 В и 36 В (поз. 10);

- гнезда для подключения калибратора давления портативного (поз. 7);

- гнезда для подключения HART - коммуникатора (поз. 8);

- гнезда для подключения меры сопротивления (поз. 12, 13);

- гнезда для подключения вольтметра (поз. 11);

- гнезда для подключения к напряжению постоянного тока 12 В (поз. 16), 24 В (поз. 15), 36 В (поз. 14);

- выключатель "Питание" (поз. 18);

- выключатель автоматический "Сеть" (поз. 19);

- держатель предохранителя ВП1 для вставки плавкой (поз. 17).

Источником создания избыточного давления для питания задатчиков давления типа "Воздух" служит компрессор с выходным давлением до 1 МПа. Для очистки воздуха используется блок фильтров, который крепится на боковой поверхности стенда рис.1, (поз. 14). Рядом с системой фильтров находится предупреждающая надпись:

" ВНИМАНИЕ, ПОДАВАЕМОЕ ДАВЛЕНИЕ НЕ БОЛЕЕ 1,2 МПа". Тонкость фильтрации, которую обеспечивает система фильтров - 5мкм.

Прозрачный пластиковый стакан фильтра позволяет определить уровень конденсата. Фильтры оснащены клапанами слива.

Рядом с блоком фильтров размещён вентиль с глушителем (поз.4), рис.3. Глушитель - это необходимый элемент для снижения шума сжатого воздуха во время стравливания воздуха из системы.

Компрессор не входит в состав стенда СПД-КВ, а поставляется по заказу. Компрессор поршневого типа, одноступенчатый, одноцилиндровый с воздушным охлаждением -предназначен для выработки сжатого воздуха.

Пневмосхема стенда рассчитана на питание сжатым воздухом от компрессора с рабочим давлением не более 1 МПа. В случае использования стационарной пневмосети для питания стенда необходимо применение дополнительного внешнего редукционного узла (в состав стенда не входит), состоящего из редуктора давления с контрольными манометрами и предохранительным клапаном, настроенным на давление срабатывания не более 1,0 МПа.

Рисунок 2 - Панель стенда

Рисунок 3 - Схема подключения

Задатчик избыточного давления предназначен для задания ряда значений избыточного давления при поверке, регулировании и градуировании средств измерения давления.

Задатчик применяется в качестве эталона давления при поверке датчиков давления, дифманометров, манометров (напоромеров), мановакуумметрое (тягонапоромеров) в органах Государственной метрологической службы и на промышленных предприятиях, выпускающих и эксплуатирующих средства измерений давления.

Предел допускаемой основной погрешности задатчика, выраженный в процентах от выходного давления при температуре окружающего воздуха 20 °С и атмосферном давлении 760 мм рт. ст.:

- ± 0,02 - для класса точности 0,02;

- ± 0,05 - для класса точности 0,05.

Задатчик (рисунок 1) состоит из кожуха (поз. 1), внутри которого расположены регулятор расхода (поз. 2), входная емкость (поз, 3) и выходная емкость (поз. 4).

Сверху на кожухе расположен преобразователь силы в давление, состоящий из сопла (поз. 10), вставки (поз. 11) с капилляром (поз. 12), сферического поршня (поз. 13), грузоприемного устройства (поз. 14) с грузами (поз. 15). Включение задатчика и поверяемого прибора производится с помощью вентиля "Питание" (поз. 16) и вентиля "Выход" (поз. 17).

Рисунок 1 – Задатчик избыточного давления

Футляр (поз. 5) задатчика опирается на регулируемые по высоте ножки (поз. 6). Для контроля горизонтальности сопла, на кожухе установлен узел индикатора уровня (поз. 7). Фиксация задатчика в рабочем (вертикальном) или в транспортном положении производится с помощью разрезной обоймы (поз. 8) и винта (поз. 9).

К задатчику прикладывается комплект грузов, масса которых откалибрована под ускорение свободного падения, указанное в свидетельстве о поверке. Грузы в транспортном состоянии находятся внутри футляра на стойках.

Задатчик "Воздух-2,5" - пневматический грузопоршневой манометр, основанный на принципе динамического взаимодействия поршня и потока воздуха.

Сила веса грузов, приложенная к поршню преобразуется в выходное давление Р. Принципиальная схема задатчика приведена на рисунке 2, где:

- ВН₁ и ВН₂ – соответственно входной и выходной вентили;

- РР – регулятор расхода – автоматически регулирует расход воздуха при изменении силы М_д;

- ПЕ₁, ПЕ₂ и ПС₁, ПС₂ – соответственно пневмоемкости и пневмосопротивления – выполняют функцию динамического гасителя автоколебаний;

- ПД – преобразователь силы в давление – автоматически преобразует силу Мg в пневматическое выходное давление Р; P₂, Р₃, Р₄ - места установки технологических штуцеров - используются для снятия метрологических характеристик при калибровке задатчика.

Преобразователь силы в давление ПД представляет собой междроссельную камеру (поз. 1), состоящую из переменного и постоянного дросселей. Переменный дроссель образован щелевым зазором сопло (поз. 2) - сферический поршень (поз. 3), постоянный дроссель образован щелевым зазором между соплом и корпусом (лоз. 4).

Регулятор расхода [РР] состоит из двух последовательно соединенных камер с индикатором рассогласования типа "сопло-заслонка". Давление питания через вентиль ВН₁ поступает на вход регулятора расхода, где проходит через две ступени регулирования, затем на вход регулируемого дросселя (поз. 5) и на выход из PP.

При изменении, например, при увеличении силы Мg зазор между поршнем (поз. 3) и соплом (поз. 2) изменяется. Это приводит к изменению давления в междроссельной камере (поз. 1) и одновременно в камерах регулятора расхода. Происходит уравновешивание пневматической системы задатчика и установление новых значений расхода и давления на выходе из регулятора.