Контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации

         

Действие термоэлектрического преобразователя



Действие термоэлектрических преобразователей основано на свойстве металлов и сплавов создавать термоэлектродвижущую силу (термо-ЭДС), зависящую от температуры места соединения (спая) концов двух разнородных проводников (термоэлектродов).

Измерение температуры сводится к измерению термо-ЭДС термоэлектрического преобразователя при помощи электроизмерительных приборов, в качестве которых применяются магнитоэлектрические милливольтметры и потенциометры.

Соединение термоэлектрических преобразователей с вторичными измерительными приборами осуществляется специальными удлинительными проводами. Устройство термоэлектрического преобразователя показано на рис. 1.

Термоэлектрический преобразователь



Рис. 1

1- изолятор; 2,3- штуцер; 4- головка; 5- прокладка; 6- крышка; 7- контактная клемма; 8- контакт для компенсационных проводов; 9- компаунд; 10- термоэлектрод; 11- защитная гильза; 12- горячий спай; 13- керамический наконечник




Дилатометрические и биметаллические термометры



Действие дилатометрических (рис. 7) и биметаллических (рис. 8) основано на относительном удлинении под влиянием температуры двух твердых тел, имеющих различные температурные коэффициенты линейного расширения. Они применяются главным образом в качестве реле для изменения температуры в широком диапазоне температур. Так, например, дилатометрические реле температуры типа ТР-200 применяют в пределах 25 - 200 ОС, они имеют погрешность +

5 ОС. Биметаллические реле температуры типа ТБ-ЭЗК имеют погрешность +2 ОС и применяются в пределах 0 - 20;10 - 30; 20 - 45 ОС.

Дилатометрический термометр



Рис. 7

 1 – трубка из материала с большим коэффициентом линейного расширения; 2 – стержень из материала с малым коэффициентом линейного расширения; 3 – рычаг со стрелкой; 4 – пружина

Биметаллический термометр





Рис. 8

1 – металлическая полоска с большим коэффициентом линейного расширения; 2 – металлическая полоска материала с малым коэффициентом линейного расширения; 3 – тяга; 4 – рычаг со стрелкой




Единицы температуры



Единицей температуры как термодинамической, так и по практическим температурным шкалам, установленным ГОСТ 8.157-75, является  Кельвин (К).

Допускается применение единицы температуры – градуса Цельсия (ОС). Между температурой Т, выраженной в Кельвинах, и температурой t, выраженной в градусах Цельсия, установлено соотношение:

t  = Т - То,

где  То = 273,15 К

Температурные разности выражаются в Кельвинах или градусах Цельсия.



приложение 1

">Измерение температуры осуществляется контактным и бесконтактным способами. Контактным способом температура измеряется с помощью термометров сопротивления, термоэлектрических термометров, дилатомеров, биметаллических, манометрических  и пьезометрических термометров. Бесконтактным способом измеряют температуру радиационными, фотоэлектрическими пирометрами. В таблице 2 приложения 1  приведены характеристики наиболее распространенных методов измерения температуры.




Измерение температуры


Температура может быть определена как параметр теплового состояния. Значение этого параметра обуславливается средней кинетической энергией поступательного движения молекул тела. С измерением средней кинетической энергии движения молекул изменяются степень нагретости тела и его физические свойства.



Измерение уровня


Средства измерений, сигнализации и регулирования уровня находят широкое применение на НПЗ. Характерная особенность их использования – широкое разнообразие физических характеристик, контролируемых сред и рабочих условий, конструктивных, метрологических и других технико-эксплуатационных требований.

Контролируемые среды могут быть жидкими и сыпучими с различными степенями электропроводности, плотности, вязкости, дисперсности, агрессивности, склонности к кристаллизации, осадкообразованию, а также с различными степенями стабильности физических свойств при изменении внешних условий и т.п.

приложение 1

">Приборы контроля должны быть сопрягаемы с внешними устройствами и удовлетворять требованиям по виду и параметрам выходного сигнала, точности измерения, надежности.

В таблице 4 приложения 1 приведены характеристики механических и электрических преобразователей уровня. Механические преобразователи применяют в комплекте с электрическими измерительными преобразователями перемещения. Уровнемеры с указательными стеклами основаны на принципе сообщающихся сосудов и предназначены для визуального контроля уровня. В поплавковых уровнемерах используется выталкивающая сила жидкости, действующая на поплавок, средняя плотность которого меньше плотности жидкости.

В буйковых уровнемерах используется изменения силы тяжести поплавка (буйка), средняя плотность которого больше плотности жидкости, с изменением  величины погружения буйка в жидкость.

Измерение уровня гидростатическими уровнемерами сводится к измерению давления столба жидкости манометром или дифманометром. Принцип действия электрических уровнемеров заключается в измерении изменения электропроводимости, емкости, резонансной частоты и других электрических параметров, зависящих от изменения уровня.

Поплавковые и буйковые уровнемеры

Принцип действия поплавкового уровнемера основан на следящем действии поплавка, плавающего на поверхности жидкости и перемещающегося вместе с ее уровнем.



Измерительные преобразователи


Назначение и классификация измерительных преобразователей.

Измерительный преобразователь - техническое устройство, построенное на определенном физическом принципе действия, выполняющее одно частное измерительное преобразование.



Измерительный прибор



Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительные приборы подразделяют по ряду измеряемых величин.

Т – температура, Р

- давление, F- расход, L - уровень, газоанализаторы - Q (концентр.) и т. д., по назначению (рабочие , образцовые, эталонные), по характеру показаний (показывающие, регистрирующие, интегрирующие), по принципу действия (механические, электрические, пневматические), по характеру использования (оперативные, учетные, расчетные),  по условию работы (стационарные, переносные).

Отклонение показаний измерительного устройства от истинного значения измеряемой величины характеризуется его погрешностью.

Измерительный прибор характеризуется относительной погрешностью, определяемой по формуле. По ее величине измерительные устройства делятся на классы точности от 0,05 до 4,0. В большинстве случаев класс точности выпускаемых промышленных приборов равен 0,25;  0,5; 1,0; 1,5.

Например, прибор класса точности 0,5 имеет максимально допустимую основную приведенную погрешность +

0,5%.

Класс точности прибора наносят на его шкалу.

Вопросы к размышлению

1.     Что относится к средствам измерения?

2.     Назовите основные единицы измерения.

3.     Чем характеризуется отклонение показаний измерительного устройства от истинного значения измеряемой величины?

4.     Назовите прямое измерение.

 




Класс точности


Класс точности

средства измерения представляет собой его обобщенную характеристику, определяемую пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность значения которых устанавливают в стандартах на отдельные виды средств измерений. Обычно для технических измерительных устройств класс точности устанавливают по заранее заданной допускаемой основной приведенной погрешности.

К таким влияющим величинам относятся  температура и влажность окружающего воздуха, допустимые значения погрешности электрических и магнитных полей, колебания частоты и напряжения электропитания и т.п.


Класс точности

средства измерения представляет собой его обобщенную характеристику, определяемую пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность значения которых устанавливают в стандартах на отдельные виды средств измерений. Обычно для технических измерительных устройств класс точности устанавливают по заранее заданной допускаемой основной приведенной погрешности.

К таким влияющим величинам относятся  температура и влажность окружающего воздуха, допустимые значения погрешности электрических и магнитных полей, колебания частоты и напряжения электропитания и т.п.



Классификация измерительных преобразователей


В зависимости от физической величины сигналов на входе и выходе измерительные преобразователи можно подразделить на следующие группы:

1.

Измерительные преобразователи неэлектрических величин, имеющие на входе и выходе физически различные величины. Они преобразуют в электрическую величину различные неэлектрические величины: давление, расход, температуру, уровень и т.д.  и являются первичными измерительными преобразователями.

2.     К измерительным преобразователям относятся также нормирующие и межсистемные преобразователи. В нормирующих преобразователях на вход подаются неэлектрические сигналы различных величин,  а на выходе формируются унифицированные сигналы ГСП (государственной системы приборов и средств автоматизации). В ГСП обеспечивается унификация сигналов связи, т.е. регламентация параметров, определяющих величину и характер этих сигналов.

Однако большое количество измерительных преобразователей неэлектрических величин имеет естественные выходные сигналы, параметры которых не соответствуют параметрам унифицированных сигналов ГСП. К таким преобразователям относятся, например, термопары и   терморезисторы. Для преобразования сигналов от таких преобразователей в унифицированные применяют нормирующие преобразователи.

Межсистемные преобразователи предназначены для преобразования унифицированных сигналов различной природы. Входные и выходные сигналы данных преобразователей являются унифицированными, но имеют различную физическую природу.

Преобразователи могут  соединяться последовательно, параллельно, с обратной связью.

На рис. 5 показана цепь последовательно соединенных измерительных преобразователей.


Структура измерительного преобразователя

Рис. 5

 Измерительные преобразователи неэлектрических величин

Измерительные преобразователи неэлектрических величин или первичные измерительные преобразователи являются основой всех средств измерений неэлектрических величин, а также важнейшими элементами автоматических систем управления. Они позволяют получить информацию о ходе технологических процессов. Назначение их состоит в восприятии и преобразовании контролируемых неэлектрических величин в электрические.

приложение 1

">Механические преобразователи (таблица 1 приложения 1) характеризуются преобразованием входных неэлектрических величин: давления, расхода, уровня - в выходные механические: перемещение, перепад давления, число оборотов, которые затем преобразуются в электрические величины с помощью специальных преобразователей, рассмотренных ниже.



Концепция


Для контроля  и автоматизации технологических операций при обслуживании конденсатных станций, трубопроводов применяются средства КИПиА, связи, АСУ ТП.                                              



Контрольные вопросы


1.     Что относится к средствам измерения?

2.     Назовите основные единицы измерения.

3.     Чем характеризуется отклонение показаний измерительного устройства от истинного значения измеряемой величины?

4.     Назовите прямое измерение.

5.     Нормирующие преобразователи.

6.     Какой электрический сигнал используется в приборах системы ГПС?

7.     Какую температуру можно измерить ртутным термометром?

8.     Сколько Па в 1 кг/см2?

9.     Какой чувствительности элемент используется в техническом манометре?

10.           Какова величина токового сигнала преобразователя типа "Сапфир"?

11.           Назовите единицу измерения расхода массовый Т, Н, м/г2?

12.           Чем измеряется перепад давления на сужающем устройстве?

13.           Какой принцип действия у пожарного извещателя ИП-103?

14.           Какие приборы используются для измерения температуры по месту?

15.           Какова погрешность массовых расходомеров?



Литература


1.Каминский М.А.,Каминский В.М. Монтаж приборов и систем автоматизации.М., Высшая школа,1988.

2.Промышленные приборы и средства автоматизации.Ленинград, Машиностроение,1979.

3.Попов А.Ф. Монтаж, эксплуатация и ремонт контрольно-измерительных и регулирующих приборов.М.,Машиностроение, 1979.

4.Соловцов В.К. Контрольно-измерительные приборы .М., Высшая школа.1989.



Манометрические термометры


Манометрические термометры предназначены для дистанционного измерения температуры газов, паров, жидкостей в стационарных условиях.



Механические преобразователи



Наиболее широкое применение получили механические преобразователи, выполненные в виде упругих элементов, в которых измеряемые величины - усилие, давление, перепад давлений, уровень, воздействуя на упругий элемент, вызывают его деформацию (перемещение). В качестве упругих элементов чаще всего используют мембраны, сильфоны, трубчатые пружины. Точность и надежность упругих элементов зависит от материала и качества их изготовления. Их недостаток - сравнительно низкая частота пропускаемых сигналов (не более 20-30 Гц).

К механическим преобразователям относятся также устройства, используемые для измерения скорости потоков жидкости и газа: дроссельные, ротаметрические, объемные и скоростные.

Дроссельные имеют на выходе сигнал в виде перепада давления, зависящего от скорости потока. Их применяют для измерения расхода жидкости и газа, но ограниченно используют для измерения малых расходов и расхода неоднородных и загрязненных сред.

У ротаметрических преобразователей выходным сигналом является линейное перемещение поплавка пропорционально скорости потока. Они имеют меньшую область применения, так как повышаются требования к допускаемой вязкости жидкости и условиям монтажа. Класс точности обеих групп преобразователей у лучших образцов достигает 0,6 %, у объемных преобразователей – не превышает 1%. Объемные преобразователи отличаются ограниченным рабочим давлением измеряемой среды.




Общие понятия о метрологии


Метрология

- наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Метрологическая служба – сеть государственных метрологических органов и их деятельность, направленная на обеспечение единства измерений и единообразия средств измерений в стране

СТП - настоящий стандарт устанавливает единый порядок эксплуатации, обслуживания, ремонта и поверки контрольно-измерительных приборов и средств автоматизации (КИПиА)

Метрологическая служба – совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

Средство измерений - техническое средство, предназначенное для измерений.

Поверка средств измерений - совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами, организациями) с целью определения подтверждения соответствия средства измерения установленным техническим требованиям.

Единицы физической величины - физическая величина, которой по определению присвоено числовое значение, равное 1.

Основная единица физической величины - единица основной физической величины, выбранная произвольно при построении системы единиц.

Измерение

– нахождение значения физической величины опытным путём с помощью специальных технических средств.

Прямое измерение - при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.

Косвенное измерение – измерение, при котором искомое значение величин находят на основании зависимости между этой величиной и величинами подвергаемыми прямым измерениям.

Средство измерений – техническое средство, используемое при измерениях, с использованием современных методов и средств измерений, автоматизированного контрольно-измерительного оборудования, информационно-измерительных систем и комплексов, средств систем СБ и ПАЗ, система охранно-пожарной сигнализации.



Основные термины



КИПиА - контрольно-измерительные приборы и средства автоматизации.

АСУ ТП – автоматизированная система управления производством.

СБиПАЗ - система сигнализации противоаварийной защиты.

Измерительный прибор – средства измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для восприятия наблюдателя.

Измерительный преобразователь – техническое устройство, построенное на определенном физическом принципе действия, выполняющее одно частное измерительное преобразование.

ГСП – государственная система приборов и средств автоматизации.

Давление – физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных распределения сил, с которыми одно тело действует ан поверхность другого.

Абсолютное давление – давление, отсчитываемое от абсолютного нуля.

Барометрическое давление – давление, создаваемое атмосферой.

Избыточное давление – это давление сверх барометрического.

Вакууметрическое давление

(разрежение) – это  отрицательное избыточное давление, отсчитываемое от барометрического.

Манометры – приборы для измерения избыточного давления.

Вакуумметры – приборы для измерения разрежения.

Расход – это количество вещества, протекающее через данное сечение в единицу времени.




Подразделение манометров по группам



Манометры - приборы для измерения избыточного давления с верхнем пределом от 6-кПа (0,6 кгс/см2) до 1000 Мпа (10000 кгс/см2);       

Вакуумметры - приборы для измерения вакуумметрических давлений (разрежений) с пределом измерения до минус 100 кПа(1 кгс/см2);

Мановакуумметры  - приборы для измерения избыточного и вакуумметрического давлений с верхними пределами избыточного давления от 0,06 Мпа (0,6 кгс/ см2) до 2,4 Мпа (24 кгс/ см2) и вакуумметрического давления – до минус 100кПа (1 кгс/ см2);

Дифференциальные манометры –

приборы для измерения разности двух давлений, из которых ни одно не является барометрическим.

По принципу действия манометры подразделяют на жидкостные, механические деформационные и электромеханические, в которых деформация упругого элемента преобразуется в электрический сигнал с помощью электрического измерительного преобразователя деформации или перемещения. В таблице 3 приложения 1 приведены характеристики наиболее широко применяемых в промышленности методов измерения давления.



приложение 1

"> 

 Деформационные манометры

Действие деформационных манометров основано на использовании зависимости между упругой деформацией чувствительного элемента и давлением.

В качестве чувствительного элемента применяют трубчатые пружины, мембраны, мембранные коробки, сильфоны. Соответственно выпускаются пружинные, мембранные, сильфонные манометры.

Пружинные манометры. На рис. 2 схематически показано устройство показывающего манометра с  одновитковой пружиной. Приборы могут изготовляться и с осевым штуцером, располагаемым сзади корпуса прибора. Под влиянием измеряемого давления трубчатая пружина деформируется и тянет поводок. Поводок поворачивает зубчатый сектор и трубку со стрелкой. Передвигающая вдоль шкалы стрелка показывает значение измеряемого давления.






Погрешность абсолютная, относительная


Погрешность средства измерения при нормальных условиях - называют основной погрешностью вследствие отклонения одной из влияющих величин от нормального значения или выхода ее за пределы области нормальных значений возникает дополнительная погрешность. Погрешности выражаются в виде абсолютных и относительных величин.


Погрешность средства измерения при нормальных условиях - называют основной погрешностью вследствие отклонения одной из влияющих величин от нормального значения или выхода ее за пределы области нормальных значений возникает дополнительная погрешность. Погрешности выражаются в виде абсолютных и относительных величин.

Разность между показаниями измерительного прибора и истинным значением измеряемой величины есть абсолютная погрешность. Поскольку истинное значение нельзя установить в измерительной технике используют так называемое действительное значение, измеренное образцовым прибором. Таким образом, абсолютная погрешность g

представляет собой разность

             g= Аи-Ад, 

где    Аи – показания измерительного прибора;

          Ад – действительное значение измеряемой величины.

Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины, т.е. является именованным числом.



Погрешность измерения



Для каждого средства измерения стандартами, техническими условиями и другими нормативными материалами устанавливаются нормативные условия применения, т.е. такие при которых влияющие величины имеют нормативные значения или  находятся в пределах нормальных.

     b=  g.100 = g  = 100%    

          А Д        Аи

Для определения погрешности измерения и поправок к показаниям измерительных приборов их периодически подвергают поверке. С этой целью сопоставляют показания поверяемых и образцовых приборов, причем показания последних принимают за истинные значения измеряемых величин. 

В ряде случаев шкалы измерительных приборов строят в безразмерных или относительных единицах либо просто неизвестны значения деления шкалы прибора в единицах измеряемой величины.

       Для оценки точности работы средств измерений, предназначенных для различных целей (но не точности измерений выполняемых этими устройствами), установлены так называемые классы точности измерительной аппаратуры.






Понятие давления



Давлением называется физическая величина, характеризующая интенсивность нормальных (перпендикулярных к поверхности) распределение сил, с которыми одно тело действует на поверхность другого.

В Международной системе единиц (СИ) единицей давления является паскаль (Па). Паскаль - давление, создаваемое силой 1Н(ньютон), действующей на поверхность 1 м2.

Соотношение между основной единицей (Па) и другими единицами давления приведены в таблице 1.

Соотношения между единицами давления

Таблица 1

Единица

Па

кгс/см2

мм вод. ст.

мм рт. ст.

1 Па

1

1,019716×10 -5

0,1019745

0,750061×10 -2

1 кгс/см2

98666,5

1

10000,28

735,559

1 мм вод. ст.

9,80638

0,999972×10 -4

1

0,0735539

1 мм рт. ст.

133,322

1,35951×10 –3

13,5955

1

Различают абсолютное, барометрическое, избыточное, вакуумметрическое давление и вакуум.

Абсолютное давление

- давление, отсчитываемое от абсолютного нуля (давление пустоты).

Барометрическое давление

- давление, создаваемое атмосферой.

Избыточное давление  - давление сверх барометрического. В этом случае абсолютное давление будет равно сумме барометрического и избыточного давлений.

Вакуумметрическое давление (разрежение) - отрицательное избыточное давление, отсчитываемое от барометрического. В этом случае абсолютное давление будет равно разности барометрического и вакуумметрического (без учета знака) давлений. Это абсолютное давление и представляет собой вакуум.

Приборы для измерения давления называют манометрами.

По виду измеряемого давлений манометры подразделяются на следующие группы:



Понятие расхода



Расход – это количество вещества, протекающее через данное сечение в единицу времени. Количество можно измерять в единицах массы (кг, т) или единицах объема (м3). Следовательно, расход можно измерять в единицах массы, деленных на единицу времени (кг/с, кг/мин, кг/ч, т/ч), или в единицах объема, также деленных на единицу времени (м3/с, м3/мин, м3/ч). В первом случае имеем массовый расход, во втором  - объемный расход.

Прибор для измерения расхода называют расходомерами, а приборы для измерения количества - счетчиками количества (счетчиками). Приборы для одновременного измерения расхода и количества называют расходомерами со счетчиком.

Для измерения расхода и количества применяют следующие виды приборов;  переменного перепада давления, обтекания (постоянного перепада давления), ротараметры.

 Расходомеры переменного перепада давления.

Расходомерами переменного давления называют расходомеры, основанные на зависимости от расхода вещества перепада давления, создаваемого неподвижным устройством, устанавливаемым в трубопроводе, или самим элементом трубопровода.

Расходомеры данного вида включают в себя три отдельные части: преобразователь расхода, создающий перепад давления в зависимости от расхода; соединительное устройство, передающее перепад давления от преобразователя к измерительному прибору; дифференциальный манометр, измеряющий перепад давления, образованный преобразователем расхода и градуированный в единицах расхода.Наиболее важными среди расходомеров переменного перепада являются расходомеры с сужающими устройствами (рис. 3).

Вопросы к размышлению

1.

Назовите единицу измерения расхода массовый Т, Н, м3/ч?

2.     Чем измеряется перепад давления на сужающем устройстве?

Установка диафрагмы в трубопроводе



Рис. 3

а – камерная диафрагма; б – безкамерная диафрагма




Изменение прогиба пластины из разнородных


Механические измерительные преобразователи
Таблица 1

мембранные
пружинные
сильфонные
дроссельные
ротаметрические




 

объемные
поплавковые
скоростные
струнные





Характеристики основных типов преобразователей температуры
Таблица 2

Преобразователи
Термометры расширения жидкостные
Манометрические
Терморезистивные
Принципиальная схема преобразователя



Величина, характеризующая температуру
Расширение жидкости
Давление газа в замкнутом объеме (или изменение объема жидкости)
Сопротивление чувствительного элемента
Погрешность измерения,
верхняя
нижняя
Не более одного деления шкалы
1,0 %
4,0 %
I-V классы точности (платиновые); II-V классы (медные)

 
 
Продолжение Таблицы 2

Преобразователи
Термоэлектрические
Радиационные
Дилатометрические
Биметаллические
Принципиальная схема преобразователя




Величина, характеризующая температуру
ЭДС
В спае разнородных материалов
ЭДС
В спаях термобатарей
Изменение длины твердого стержня
Изменение прогиба пластины из разнородных металлов
Погрешность измерения,
верхняя
нижняя
± 1 мВ
± [0,2+0,0006(t-300)] мВ
для t > 300 0C
1,5 %
4,0 %
1,0 %
4,0 %
± 1 °C
± 2,5 °C

 
 
 
 
 
 
Характеристики основных типов преобразователей давлений
Таблица 3

Преобразователь
Механический
Электромеханический
мембранный
сильфонный
пружинный
тензорезестивный
пьезоэлектрический
Принципиальная схема преобразователя





Величина, характеризующая давление
Перемещение мембраны
Перемещение сильфона
Перемещение пружины
Изменение сопротивления тензорезистора
Изменение напряжения
Погрешность измерения, %,
верхняя
нижняя
1,0
1,5
0,6
1,5
0,6
4,0
0,6
4,0
0,5
1,5

Характеристики механических и электрических преобразователей уровня
Таблица 4

Преобразователи
Механические
С указательными стеклами
Поплавковые
Буйковые
Гидростатические
Принципиальная схема преобразователя




Величина, характеризующая давление
Перемещение жидкости
Перемещение поплавка
Усилие упругого элемента
Давление столба жидкости
Погрешность измерения, %,
верхняя
нижняя
2,0
2,5
1,0
2,5
2,0
2,5

Для каждого средства измерения стандартами, техническими условиями и другими нормативными материалами устанавливаются нормативные условия применения, т.е. такие при которых влияющие величины имеют нормативные значения или  находятся в пределах нормальных.
     b=  g.100 = g  = 100%    
          А Д        Аи
Для определения погрешности измерения и поправок к показаниям измерительных приборов их периодически подвергают поверке. С этой целью сопоставляют показания поверяемых и образцовых приборов, причем показания последних принимают за истинные значения измеряемых величин. 
В ряде случаев шкалы измерительных приборов строят в безразмерных или относительных единицах либо просто неизвестны значения деления шкалы прибора в единицах измеряемой величины.
       Для оценки точности работы средств измерений, предназначенных для различных целей (но не точности измерений выполняемых этими устройствами), установлены так называемые классы точности измерительной аппаратуры.

Принцип действия


Принцип действия приборов основан на свойстве газов и жидкостей изменять давление и объем соответственно при изменении измеряемой температуры (рис. 6). Прибор состоит из термобаллона, манометрической пружины и связывающего их капилляра.

В качестве заполнителя термосистем применяются азот, аргон, гелий - в газовых манометрических термометрах.

В жидкостных манометрических термометрах - полиметилсилоксановые жидкости.

Манометрический термометр

Рис. 6

1 – термобаллон; 2 – съемный штуцер с резьбой и сальником; 3 – капилляр; 4 – тяга; 5 – манометрическая трубчатая пружина; 6 - стрелка



Пружинные манометры



1 - ниппель; 2-стрелка; 3-корпус; 4-стекло; 5-держатель; 6 - спиральная пружина; 7 - шкала; 8 - одновитковая трубчатая пружина; 9-трибка; 10 -зубчатый сектор; 11 -тяга; 12 - плата; 13 – основание

Рис. 2

Манометры с трубчатой пружиной могут иметь электроконтактное устройство, устройство дистанционной передачи; могут быть со шкалой и бесшкальными.

Вопросы к размышлению

1.     Сколько Па в 1 кг/см2?

2.     Какой чувствительности элемент используется в техническом манометре?




Пройдя курс обучения, трубопроводчик линейный


Пройдя курс обучения, трубопроводчик линейный может выполнять виды работ с системами и приборами КИПиА согласно должностных инструкций.

измерительным преобразователем называют средство измерения,


Согласно ГОСТ 16263-70, измерительным преобразователем называют средство измерения, служащее для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающееся непосредственному восприятию наблюдателем. Алгоритм функционирования измерительного преобразователя выражается однозначной функциональной зависимостью между двумя физическими величинами х  и у:

                   у=f (х),

где  х=х(t), у=у(t)- сигналы  на входе и выходе измерительного преобразователя соответственно.

Комплекс преобразователей для измерения давления


Комплекс преобразователей для измерения давления "Сапфир"

Электрические измерительные преобразователи тензорные взрывозащищенные «Сапфир» обеспечивают преобразование давления (абсолютного, избыточного), разрежения, избыточного давления – разрежения, гидростатического давления или разности давлений нейтральных и агрессивных сред в унифицированный электрический токовый сигнал дистанционной передачи. Они предназначены для работы при температуре от –50 до + 50 ОС. Блок питания преобразователей БПЗ-24 предназначен для работы при температуре 10 –50ОС.

Расходомерами обтекания называют приборы, основанные


Расходомерами обтекания называют приборы, основанные на зависимости от расхода вещества перемещения тела, воспринимающего динамическое давление обтекающего его потока. Формы обтекаемых тел различны: поплавок, поршень, шар, диск, крыло и т.п. Величина перемещения или угла поворота обтекания приведены на рис. 10.

Принципиальная схема поплавкового уровнемера типа

УДУ-10

Рис. 10

          Слайд № 1

 

Термоэлектрический преобразователь



Рис. 1

1- изолятор; 2,3- штуцер; 4- головка; 5- прокладка; 6- крышка; 7- контактная клемма; 8- контакт для компенсационных проводов; 9- компаунд; 10- термоэлектрод; 11- защитная гильза; 12- горячий спай; 13- керамический наконечник

          Слайд № 2

 

Манометр с одновитковой трубчатой пружиной

Рис. 2

1 - ниппель; 2-стрелка; 3-корпус; 4-стекло; 5-держатель; 6 - спиральная пружина; 7 - шкала; 8 - одновитковая трубчатая пружина; 9-трибка; 10 -зубчатый сектор; 11 -тяга; 12 - плата; 13 – основание

         

Слайд № 3         

Установка диафрагмы в трубопроводе

 

 



Рис. 3

а – камерная диафрагма; б – безкамерная диафрагма

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Слайд № 4

Принципиальная схема поплавкового уровнемера типа

УДУ-10

 



Рис. 4

         

 

 

 

 

 

Слайд № 5

 

Манометрический термометр

                                        



Рис. 5

1 – термобаллон; 2 – съемный штуцер с резьбой и сальником; 3 – капилляр; 4 – тяга; 5 – манометрическая трубчатая пружина; 6 - стрелка



 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

          Слайд № 6

 

Дилатометрический термометр



Рис. 6

 1 – трубка из материала с большим коэффициентом линейного расширения; 2 – стержень из материала с малым коэффициентом линейного расширения; 3 – рычаг со стрелкой; 4 – пружина

 

 

         

Слайд № 7

Биметаллический термометр

 



Рис. 7

1 – металлическая полоска с большим коэффициентом линейного расширения; 2 – металлическая полоска материала с малым коэффициентом линейного расширения; 3 – тяга; 4 – рычаг со стрелкой

 

          Слайд № 8

 

Принципиальная схема измерительного блока с тензомодулем

рычажно-мембранного типа

 



Рис. 8

 

               


Термометры расширения


Действие термометров расширения основано на свойстве физических тел изменять свой объем или линейные размеры при изменении температуры.

Термометры расширения подразделяют на три группы: жидкостные, стержневые или дилатометрические и биметаллические.



Учебная цель


Обучить трубопроводчика линейного вопросам эксплуатации и содержания контрольно – измерительных приборов, их конструкции. По завершению обучения рабочий обязан выполнять виды работ  c системами и приборами КИПиА, которые предусмотрены должностной  и производственными инструкциями.



Уровнемер типа УДУ-



Принципиальная схема поплавкового уровнемера типа

УДУ-10



Рис. 4

На рис. 4 приведены принципиальная схема поплавкого уровнемера типа УДУ-10. Уровнемер предназначен для измерения уровня нефтепродуктов и других однородных жидкостей. Поплавок 2, подвешенный на перфорированной мерной ленте 4, при изменении уровня жидкости скользит вдоль направляющих струн 3. Мерная лента, проходя через систему угловых роликов и гидрозатвор, вступает в зацепление со штырями мерного шкива 1 показывающего прибора. Перемещение мерного шкива передается на отсчетное устройство 8, показания которого соответствуют уровню жидкости в резервуаре.

Принцип действия буйкового уровнемера основан на силовой компенсации. Изменение уровня жидкости преобразуется на чувствительном элементе измерительного блока - буйке в пропорциональное усилие, которое автоматически уравновешивается усилием, развиваемым силовым устройствам связи.

Выпускают буйковые уровнемеры с электрическим и пневматическим выходными сигналами. Уровнемеры построены по блочному принципу.




Жидкостные термометры



Жидкостные термометры

построены на принципе теплового расширения жидкости в стеклянном резервуаре. В качестве рабочего вещества применяют ртуть и органические жидкости – этиловый спирт, толуол, пентан. В зависимости от вида рабочего вещества жидкостные термометры подразделяют на ртутные и не ртутные.

Ртутные термометры благодаря своей простоте, сравнительно высокой точности измерения, дешевизне широко применяются для измерения температур в пределах от –30 до + 650 ОС.

Не ртутные термометры применяют главным образом при измерении низких температур в пределах от –190 до +100ОС.

Ртутные электроконтактные термометры применяют не только для измерения температуры, но и для построения схем сигнализации, защиты и позиционного регулирования.

Термометры расширения жидкостные выпускают в прямом и угловом исполнении.

Дилатометрические и биметаллические термометры.

Вопросы к размышлению

1.     Какую температуру можно измерить ртутным термометром?