Разработка функциональной схемы интеллектуального датчика давления с нормализированным выходом
Рассмотрение работы интеллектуального датчика давления и возможности передачи информации об измеренном сигнале. Регистрация значений температуры и избыточного давления. Цифровое и аналоговое значение выходной величины. Схема интеллектуального устройства.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.02.2018 |
| Размер файла | 70,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Разработка функциональной схемы интеллектуального датчика давления с нормализированным выходом
Пластун Анастасия Николаевна
Статья содержит общую информацию о датчиках избыточного давления. Рассмотрена работа интеллектуального датчика давления, возможности передачи информации о измеренном сигале. Представлена принципиальная схема интеллектуального устройства для измерения избыточного давления с нормализированным выходом.
Введение
Давление, на сегодняшний день, является самым востребованным измеряемым параметром на нефтяной, газовой, пищевой промышленности, а также в коммунальном хозяйстве. Для контроля утечки газа, нефти, воды используют датчики избыточного давления.
Под избыточным давлением понимают, положительную разность между измеряемым и атмосферным давлением.[1]
Датчики избыточного давления - это преобразователи, которые измеряют давление, создаваемое какой-либо средой относительно атмосферного.[2]
Преобразователи давления различают по методам измерения:
1. Деформационные - преобразуют перемещение чувствительного элемента (мембрана, сильфон) с помощью промежуточных механизмов и устройств (магнитотранзисторного, оптоэлектронного) в электромагнитный или электрический сигнал.
2. Электрические - при измерении давление воздействует на чувствительный элемент, в результате чего изменяются его электрические параметры (сопротивление, емкость, заряд). Этот параметр становится пропорциональным давлению.
В настоящий момент широко развивается область интеллектуальных приборов, которые могут корректировать погрешность измерений, а также производить калибровку устройства и регистрировать ошибки на расстоянии.
В большинстве случаев преобразователи данного типа используют на производстве, где работа происходит в широком диапазоне температур. Данный параметр имеет прямое влияние на точность выходной величины, то есть вносит погрешность. Для ее устранения вводят дополнительный канал измерения, который состоит из термопреобразователя. Данное устройство циклично измеряет температуру окружающей среды и передает значение на микроконтроллер.
Микроконтроллер, необходим для расчета погрешности вносимой температурой.
Составные части Принципиальной схемы
В данной статье будет рассмотрен интеллектуальный датчик давления с нормализированным выходом.
В качестве чувствительного элемента используется измерительная упругая мембрана и наклеенный на нее тензорезистор.
Тензорезистор - это полупроводниковый резистор, значение сопротивления которого зависит от его деформации. Он состоит из чувствительного элемента в виде зигзагообразного проводника, который нанесен на гибкую подложку. датчик давление сигнал
На рисунке 1 представлена принципиальная схема прибора:
Рисунок 1. Принципиальная схема интеллектуального датчика давления
Схема начинает свою работу при поступлении на вход стабилизатора напряжения 220В.
Функциональная схема состоит из следующих элементов:
1. Стабилизатор напряжения - служит для питания схемы, а также для получения высоких метрологических характеристик в широком диапазоне рабочих температур. Питание измерительного моста, датчика температуры осуществляется импульсным напряжением от стабилизатора напряжений. Это напряжения поступает на выводы а и бизмерительного моста. Такое включение питающих цепей обеспечивает симметрию схемы и позволяет снизить требования к коэффициенту ослабления синфазного сигнала усилителя.
2. Датчик избыточного давления - служит для регистрации основного сигнала (избыточного давления). Он состоит из измерительной упругой мембраны, которая под действием давления прогибается. На мембрану наклеивается один тензорезистор, который под действием давления так же прогибается и изменяет величину сопротивления. В результате изменяется сопротивление всего измерительного моста.
3. Так как сигнал с выходной диагонали моста довольно мал, то перед тем как его подать на АЦП его необходимо усилить. Для этого используется инструментальный усилитель.
4. Для компенсации температурной погрешности датчика избыточного давления используется датчик температуры, прикрепленный к корпусу датчика давления. В нашем случае мы будем использовать тензорезистор, в состав которого входит термопара.
5. Сигналы с выхода дифференциального усилителя и датчика температуры поступает на входы АЦП. Где преобразуются в цифровой сигнал.
6. С выхода АЦП цифровые значения сигнала с датчиков поступают на микропроцессор.
7. Далее микропроцессор:
o Производит регистрацию значений температуры, избыточного давления.
o Вычисляет величину погрешности вносимые температурой и атмосферным давлением.
o Выводит цифровое значение на дисплей.
8. После микроконтроллера на ЦАП поступает цифровая величина, которую он преобразует в аналоговую.
9. Далее выходная величина с ЦАП поступает на преобразователь напряжения в ток, для вывода значения в стандарте 4..20 мА.
В разрабатываемой схеме используется цифровое и аналоговое значение выходной величины. Это связано с тем, необходимо контролировать избыточное давление непосредственно на производстве. Помимо этого данный сигнал нужно передавать оператору на дальние расстояния. Поэтому используют токовую петлю 4..20 мА, так как данная передача сохраняет точность измеряемой величины, за счет исключения погрешности от проводов. Данный тип передачи считается типовым.
Список литературы
1. Гуртовцев А. Измерение давления в автоматизированных системах. // Современные технологии.- 2001.№4.
2. Васильев В.А., Чернов П.С. Интеллектуальные датчики, их сети и информационные системы// INTERMATIC -2012, часть 4.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Применение устройств для измерения давления, основанных на принципе пьезоэлектрического преобразования. Принцип получения сигнала. Характеристика устройства датчика избыточного давления Yokogawa EJA430 на приеме нефтеперекачивающей станции ЛПДС "Торгили".
курсовая работа [941,1 K], добавлен 25.12.2012Регулирование и контроль давления пара в паровой магистрали для качественной работы конвейера твердения. Стабилизация давления с помощью первичного преобразователя датчика давления Метран-100Ди. Выбор регулирующего устройства, средств автоматизации.
курсовая работа [318,8 K], добавлен 09.11.2010Понятие давления как физической величины. Типы, особенности устройства датчиков давления: упругие, электрические преобразователи, датчики дифференциального давления, датчики давления вакуума. Датчики давления, основанные на принципе магнетосопротивления.
реферат [911,5 K], добавлен 04.10.2015Технология проведения монтажных работ, настройка и калибровка датчика давления Метран-150-CD. Принцип действия и способы устранения неисправностей датчика. Ремонт и обработка прибора, корректировка его с помощью настроечного механизма водосчетчика.
отчет по практике [190,4 K], добавлен 18.04.2015Обоснование приборов и устройств автоматического контроля и регулирования экстрактора противоточного типа. Выбор датчика давления в теплообменнике, расходомера, датчика температуры, регуляторов, уровнемера. Спецификация на выбранные средства измерения.
курсовая работа [831,3 K], добавлен 06.03.2011Материальный баланс процессов в рабочем пространстве рекуперативного нагревательного колодца. Выбор датчика давления, преобразователя, исполнительного механизма, пускателя, блока ручного управления, регистратора и программируемого логического контроллера.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 14.07.2012Пакет Flow Simulation программы Solidworks 2012. Моделирование аэродинамической трубы на примере ПВД, получение эпюр распределения давления. Распределение давления вблизи корпуса. Динамическое давление внутри трубки Пито. Приемник статического давления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 29.05.2014Характеристика автоматизированной системы управления – транспортного устройства передвижения поддонов с датчиками давления для турбонасосных агрегатов. Анализ конструкции, описание ее работы в автоматическом режиме, схемы, описывающие работу устройства.
отчет по практике [1,0 M], добавлен 13.06.2011Расчёт инжекционной газовой горелки среднего давления. Общие требования к газопроводам промышленного предприятия. Подбор оборудования, регулятора, предохранительных клапанов. Расчет избыточного давления взрыва для горючих газов. Схема газопотребления.
курсовая работа [101,5 K], добавлен 11.11.2010Общее описание приборов. Измерение давления. Классификация приборов давления. Особенности эксплуатации Индивидуальное задание. Преобразователь давления Сапфир-22-Еx-М-ДД. Назначение. Устройство и принцип работы преобразователя. Настройка прибора.
практическая работа [25,4 K], добавлен 05.10.2008Основные понятия о системах автоматического управления. Выборка приборов и средств автоматизации объекта. Разработка схемы технологического контроля и автоматического регулирования параметров давления, расхода и температуры пара в редукционной установке.
курсовая работа [820,3 K], добавлен 22.06.2012Процесс выплавки чугуна в доменной печи. Обоснование выбора приборов и средств автоматизации для реализации АСР давления газа под колошником доменной печи. Разработка функциональной и принципиальной схемы АСР, проектирование схемы внешних соединений.
курсовая работа [137,7 K], добавлен 05.12.2013Проектирование автоматизированной системы для стабилизации давления сокового пара корпусов I и II выпарной станции. Описание используемых средств: Контроль температуры, давления, уровня. Исследование структуры и схемы системы автоматизации, компоненты.
курсовая работа [398,2 K], добавлен 16.03.2016Принцип работы системы автоматической стабилизации давления центробежным насосом с асинхронным двигателем. Электрическая схема автоматической стабилизации давления. Построение ЛАХ и ЛФХ разомкнутой скорректированной системы с учётом нелинейности.
курсовая работа [10,6 M], добавлен 19.05.2016Основные черты технического обеспечения современных автоматизированных систем управления технологическим процессом. Расчет среднеквадратичной погрешности контроля. Анализ приборов управления и регулирования, характеристика измерительных приборов.
курсовая работа [1,2 M], добавлен 22.05.2019Назначение нефтеперекачивающей станции. Система механического регулирования давления. Функциональная схема автоматизации процесса перекачки нефти. Современное состояние проблемы измерения давления. Подключение по электрической принципиальной схеме.
курсовая работа [2,8 M], добавлен 15.06.2014Годовое потребление газа на различные нужды. Расчетные перепады давления для всей сети низкого давления, для распределительных сетей, абонентских ответвлений и внутридомовых газопроводов. Гидравлический расчет сетей высокого давления, параметры потерь.
курсовая работа [226,8 K], добавлен 15.12.2010Состав локальной системы автоматического управления (САУ). Выбор термоизмерительного датчика давления. Расчет датчика перемещения обратной связи локальной системы управления. Выбор усилителя мощности, двигателя, редуктора. Расчет передаточной функции САУ.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 20.10.2013Общие принципы измерения расхода методом переменного перепада давления, расчет и выбор сужающего устройства и дифференциального манометра; требования, предъявляемые к ним. Зависимость изменения диапазона объемного расхода среды от перепада давления.
курсовая работа [871,6 K], добавлен 04.02.2011Автоматизированный контроль в системе магистральных газопроводов с отводами к городам и промышленным предприятиям. Режимы работы магистрального газопровода, метод определения давления газа. Оценка погрешности измерений, регистрация сигналов датчиков.
реферат [506,9 K], добавлен 28.05.2013
