На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


курсовая работа Метрологический анализ метода измерения малых давлений

Информация:

Тип работы: курсовая работа. Добавлен: 23.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 18. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Содержание 

Задание………………………………………………………………………...…2
Введение………………………………………………………………………….4
1. Общие  понятия о давлении…………………………………………………..5
2.  Единицы измерения давления……………………………………………….7
3. Общая  характеристика датчиков давления………………………..………..8
4. Принцип  выбора датчика давления………………………………………….9
5. Типы  датчиков давления…………………………………………………….11
6. Принципы  действия измерителей давления………………………………..13
7. Обзор  существующих датчиков давления………………………………….16
8. Датчик  давления «DPS +»
   8.1 Общее описание, область применения…………………………………..20
   8.2 Технические параметры…………………………………………………..21
   8.3 Схема подключения датчика……………………………………………..23
9. Расчет погрешности измерительного канала…………………………………25
10. Статистическая  обработка результатов многократных  наблюдений…....27
   10.1 Определение параметров, характеризующих закон распределения случайной величины……………………………………………………………..28
   10.2 Оценка нормальности закона распределения случайной величины, оценка степени расхождения его с нормальным законом распределения…...30
   10.3 Исключение грубых погрешностей. Точечная и интервальная оценка истинного значения измеряемой физической величины……………………...33
   10.4 Оценка истинного значения измеряемой  величины и его СКО с помощью доверительных интервалов неопределенности при заданных уровнях доверительной вероятности……………………………………………34
11. Вопросы  метрологического обеспечения стандартизации  и сертификации
   11.1 Стандартизация……………………………………………………………36
   11.2 Сертификация……………………………………………………………..40
Заключение………………………………………………………………………..43
Список  использованной литературы…………………………………………….44
     Введение 

     Метрология  изучает широкий круг вопросов, связанных  как с теоретическими проблемами, так и с задачами практики. К их числу относятся: общая теория измерений, единицы физичиских величин и их системы, методы и средства измерений, методы определения точности измерений, основы обеспечения единства измерений и единообразия средств измерений, эталоны и образцовые средства измерений, методы передачи размеров единиц от эталонов к рабочим средствам измерения. Большое значение имеет изучение метрологических характеристик средств измерений, влияющих на результаты и погрешности измерений.
     Целью данной работы является применение знаний в области метрологии по повышению качества измерений, правильного выбора и использования средств измерений, направленных на решение технических проблем, связанных с обеспечением качества продукции и услуг, стандартизации и сертификации производства на основе использования стандартов и норм контроля над их соблюдением.
     В данной курсовой работе требуется с использованием различных источников произвести обзор и сравнительный анализ современных методов и средств измерений малых давлений (0 – 100кПа) с указанием метрологических и эксплуатационных характеристик используемых при этом и средств измерений.
     Для выбранного средства измерения нужно  произвести:
    метрологическую характеристику измерительного канала;
    статистическую обработку результатов многократных измерений;
    нормирование погрешности средства измерений по результатам многократных экспериментов.
 
 
 
 
1. Общие понятия о давлении 

     Понятие давления первоначально основывалось на работе Евангелиста Торричелли, который некоторое время был учеником Галилея. Поставив в 1643 году эксперимент с блюдцами, заполненными ртутью, он сделал вывод, что атмосфера оказывает давление на Землю. Другой великий физик Блэйз Паскаль в 1647 году вместе со своим зятем Перье провели еще один опыт: они измеряли высоту ртутного столба у подножия и на вершине горы Puy de Dome. При этом они обнаружили, что давление действующее на столбик ртути зависит от высоты подъема. Свой прибор, который они использовали в этом эксперименте, Паскаль назвал барометром.
     В 1660 году Роберт Бойль сформулировал закон: «Для заданной массы воздуха при известной температуре произведение давления на объем является постоянной величиной». В 1738 году Даниэль Бернулли разработал теорию динамического давления газов, из которой аналитическим способом можно вывести закон Бойля. По сути Бернулли опередил закон Шарля-Гей-Люссака, сформулировав следующее утверждение: «При нагреве газа в постоянном объеме его давление увеличивается».
     В общем виде, все материалы можно разделить на твердые тела и жидкие среды. Под термином жидкая среда здесь понимается все, что способно течь. Это могут быть как жидкости, так и газы, поскольку между ними не существует серьезных различий. При изменении давления жидкости превращаются в газы и наоборот. К жидким средам невозможно приложить давление ни в каком другом направлении, кроме перпендикулярного к поверхности. При любом угле кроме 90° жидкость будет просто соскальзывать или стекать.
     Давление  имеет механическую природу, и поэтому для его описания можно использовать основные физические величины: массу, длину и время. Хорошо известен факт, что давление сильно меняется вдоль вертикальной оси, тогда как на одинаковой высоте оно постоянно во всех направлениях.
     Давление жидкой среды в замкнутом объеме не зависит от формы сосуда, поэтому при разработке датчиков давления такие параметры как форма и размеры часто бывают не очень существенными. Если на одну из сторон сосуда с жидкостью или газом действует внешнее давление, оно передается по всему объему без уменьшения его значения.
     Кинетическая  теория газов утверждает, что давление является мерой полной кинетической энергии молекул. Предполагается, что давление и плотность газов связаны линейной зависимостью, т.е. увеличение давления приводит к пропорциональному росту плотности. Например, при температуре 0°С и давлении 1 атм плотность воздуха составляет 1,3 кг/м3, в то время как при той же температуре, но давлении 50 атм  его плотность уже будет 65 кг/м3, т.е. в 50 раз больше. В отличие от газов плотность жидкостей мало меняется в широком диапазоне давлений и температур. Например, для воды при температуре 0°С и давлении 1 атм плотность составляет 1000 кг/м3, в то время как при той же температуре и давлении 50 атм — плотность равна 1002 кг/м3, а при температуре 100°С и давлении 1 атм плотность равна 958 кг/м3.
     Избыточное  давление —  это давление газа, превышающее давление окружающей среды. В противоположном случае — речь идет о вакууме. Давление называется относительным, когда его измеряют относительно давления окружающей среды, и абсолютным — когда оно измеряется по отношению к нулевому давлению. Давление среды может быть стационарным, когда жидкая среда находится в покое, или динамическим, когда оно относится к жидкостям в движении. 
 
 
 
 
 
 

    2.  Единицы измерения  давления 

     В системе СИ единицей измерения давления является паскаль: 1 Па=1Н/м2. Это значит, что давление 1 паскаль равно силе, равномерно распределенной по поверхности площадью 1 квадратный метр. Иногда в качестве технической единицы измерения давления применяется единица, называемая атмосфера, обозначаемая 1 атм. Одна атмосфера это давление, которое оказывает столб воды высотой 1 метр на площадку 1 квадратный сантиметр при температуре +4°С и нормальном гравитационном ускорении.
     Между единицами давления существует следующая  взаимосвязь:
     1 Па = 1.45х 10-4фунт-сила /дюйм2 =9.869х 10-6атм = 7.5х 10-4см ртутного столба
     Для грубых оценок можно запомнить еще  одно соотношение: 0.1 мм Н2О создает давление, приблизительно равное 1 Па. В промышленности применяется другая единица давления, называемая торр (это название дано в честь физика Торричелли), которая определяется как давление, создаваемое столбиком ртути высотой 1 мм при 0°С, нормальном атмосферном давлении и нормальной гравитации. Идеальное давление атмосферы Земли, равное 760 торр, называется технической атмосферой:
     1 атм = 760 торр = 101.325 Па .
     В системе единиц США давление измеряется в фунтах-силы на квадратный дюйм. Эта единица там обозначается как psi. Для перевода psi в единицы системы СИ можно воспользоваться соотношением:
     1 psi = 6.89x103Па = 0.0703 атм. 
 
 
 
 
 

      3. Общая характеристика датчиков давления 

     Принцип регистрации давления служит основой  для многих других типов датчиков, например датчиков массы, положения, уровня и расхода жидкости и др. В подавляющем большинстве случаев индикация давления осуществляется благодаря деформации упругих тел, например диафрагмы, трубки Бурдона,  гофрированной мембраны.  Такие датчики имеют достаточную прочность, малую стоимость, но в них затруднено получение электрических сигналов. Потенциалометрические (реостатные), емкостные, индукционные, магнитнострикционные, ультразвуковые датчики давления  имеют  на  выходе электрический сигнал, но сравнительно сложны в изготовлении.
     В настоящее время в качестве датчиков давления все шире используются тензометры. Особенно перспективными представляются полупроводниковые тензометры диффузионного  типа. Диффузионные тензометры на кремниевой подложке обладают высокой чувствительностью, малыми  размерами и легко интегрируются с периферийными схемами.
     Полупроводниковые датчики давления диффузионного  типа широко используются в автомобильной  электронике,  во всевозможных компрессорах. Основные проблемы – это температурная  зависимость, неустойчивость к внешней среде и срок службы. 
 
 
 
 
 
 
 

     4. Принцип выбора датчика давления 

     На  современном рынке представлено огромное количество датчиков давления, предназначенных для широкого круга  применений. Задача системного разработчика состоит как в том, чтобы разобраться в назначении и пригодности этих предложений для решения конкретной задачи, так и в том, чтобы сделать оптимальный выбор и отдать предпочтение какому-то конкретному изделию из множества вариантов.
     Выбор датчика давления для данного  применения включает составление его спецификации и выполняется примерно в следующей последовательности:
    определение назначения, типа и диапазона измеряемого давления (абсолютное, избыточное или дифференциальное, рабочее и максимальное воздействующее давление, статические или динамические давления, срок службы)
    анализ метрологических характеристик, учет влияния окружающих условий (перепадов температуры, вибрации, ударов, влажности, электромагнитных помех, электростатического разрушения, помех по цепям питания, выхода, КЗ)
    анализ требований к электрическому интерфейсу (аналоговый или цифровой выходной сигнал)
    учет требований для механической установки
    учет системной стоимости
    оптимальный выбор датчика
     В то же время для современного рынка датчиков давления характерно, что оптимальный выбор устройства можно выполнить в пределах линейки продукции одного и того же специализированного производителя, поскольку многие из них давно и прочно утвердились на рынке, долго работают, совершенствуя, по крайней мере, какую-то одну избранную технологию и максимально повышая ее возможности в данном применении. Поэтому вопросы подбора механических и электрических интерфейсов, а также исполнений по классам защиты и стойкости к воздействиям окружающей среды однозначно отходят на второй план. Выбор датчика можно производить по составленной спецификации или с запасом, хотя важно, чтобы запас не искажал ориентировочную цену. В результате задача несколько упрощается, так как на первое место выходит вопрос, к какому производителю обратиться, когда относительно данной ниши их сконцентрировано множество. Рекомендуется выбрать несколько известных производителей и сравнить датчики с аналогичной спецификацией, предлагаемые для данного применения. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     5. Типы датчиков  давления 

     Выделяется следующий круг применения датчиков давления:
    общепромышленные
    датчики для ЖКХ
    автомобильные
    медицинские
    специального назначения (для пищевой, химической, нефтяной или газовой промышленности, для применения на судах)
    OEM
     По  типу измеряемого давления выделяют датчики:
    абсолютного давления
    избыточного давления
    дифференциального давления
     По  номинальному диапазону выделяют датчики:
    высокого и сверхвысокого давления (P > 60 МПа)
    низкого, сверхнизкого давления (P < 0.1 МПа)
    среднего давления (0.1 ? P ? 60 МПа)
     По  совокупности метрологических и эксплуатационных характеристик датчики подразделяют на:
    экономичные
    высокоточные
    многопараметрические
    интеллектуальные датчики
     По  типу измеряемой среды:
    неагрессивные газы и жидкости
    агрессивные газы и жидкости
    пищевые среды
    вязкие среды
    абразивные среды
     По  наличию схемы обработки сигнала  выделяют датчики:
    с ненормированным выходным сигналом
    с нормированным выходным сигналом
    с пассивной температурной компенсацией
    активной температурной компенсацией
    с микропроцессорной обработкой сигнала
     По  типу выходного сигнала датчики  подразделяются на датчики:
    с аналоговым выходным сигналом
    с цифровым выходным сигналом
    с релейным выходным сигналом
     По  типу механического присоединения  также различают датчики:
    с резьбовыми присоединениями
    с фланцевыми присоединениями
    с гигиеническими присоединениями
    погружные
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
6. Принципы действия  измерителей давления 

     Используемый сенсор в первую очередь определяет метрологические и эксплуатационные характеристики датчиков.
     Среди типов сенсоров выделяются пьезорезистивные и емкостные, а также их модификации:
    датчики с пьезорезистивным сенсором на основе монокристалла кремния
    датчики давления с тонкопленочным металлическим сенсором
    керамические емкостные
    керамические толстопленочные датчики
     Пьезорезистивные  сенсоры давления содержат четыре пьезорезистора, размещенных над вытравленной тонкой кремниевой диафрагмой и соединенных в мост. Изменения давления вызывают изгиб диафрагмы, при этом изменяется сопротивление резисторов пропорционально воздействию, что дает разбалансировку моста и возможность получить выходной сигнал.
     Емкостные устройства основываются на разбалансировке  дифференциальной емкостной структуры, в которой средняя обкладка двух последовательно включенных конденсаторов  является общей и служит диафрагмой.
     Металлические тонкопленочные устройства используют тензорезистивный измерительный принцип. Для защиты от перегрузок, если необходимо, вводятся механические ограничители хода мембраны. В таблице дано самое  общее сравнение основных рабочих  характеристик датчиков на основе различных типов используемых сенсоров. 
 
 
 

Керамические  тонкопленочные 1-400 Наихудшая Стандартный Удовлетворительная Низкая
Керамические  емкостные 0.04-20 Средняя Стандартный Средняя Средняя
Тонкопленочные  металлические 10-2000 Средняя Наибольший Средняя Средняя
Пьезорезистивные, на монокристалле  кремния
0.1-600 Наилучшая Стандартный Наилучшая Средняя
Датчики/ характеристики
Диапазон измеряемого  давления, бар Точность Рабочий температурный  диапазон Долговременная  стабильность Цена
 
     Таблица 1. Сравнение датчиков давления по применяемым типам сенсоров и достижимым рабочим характеристикам  

     Существенными являются требования, предъявляемые к механическим присоединениям и электрическим выходным сигналам, а также требования к датчикам при их использовании в определенных отраслях промышленности (коррозионная стойкость, взрывозащищенность, вибростойкость, совместимость с пищевыми средами и т. д.). Если устройство общецелевого назначения допускает его использование и гибкую настройку для решения широкого круга задач, то оно будет более дорогостоящим. Для автомобильных датчиков, выпускаемых в больших объемах, напротив, тенденция к снижению цены приводит к тому, что датчики адаптируются к конкретному применению еще в условиях производства. Сегодня наметилась подобная тенденция и для экономичных датчиков ЖКХ, а также любых устройств, ответственных за системы обогрева, вентиляции зданий или машин (heating, ventilation, air-conditioning, and refrigeration systems – HVACR). Вообще говоря, по мере развития и увеличения объемов потребления датчиков в любой отрасли, требующей измерений давления, появляются соответствующие датчики давления типа сменных картриджей или plug&play. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

     7. Обзор существующих  датчиков давления 

     Качество  продукции предполагаемого поставщика датчиков давления также является ключевым фактором (следует анализировать заявляемое количество дефектных изделий в ppm). Важны и средства поддержки разработчиков, включая режимы анализа сбоев, анализа эффектов (design failure modes and effect analysis – DFMEA), а также техническая поддержка.
     При поиске датчиков давления мое внимание привлекла российская компания «BD Sensors RUS» – специализированный разработчик и производитель датчиков давления и уровня.
     «BD Sensors RUS» – российское подразделение международной группы компаний «BD Sensors», специализирующейся на производстве высококачественных датчиков давления и уровня для различных применений и отраслей промышленности. Именно концентрация усилий в одной области позволяет «BD Sensors RUS» занимать место в числе лидеров рынка приборов и оборудования для измерения давления и уровня.
     Компания  «BD Sensors RUS» предлагает решения для измерения давлений от 0,1 мбар до 6000 бар:
    Общепромышленные датчики абсолютного, избыточного и дифференциального давления
    Общепромышленные погружные и врезные датчики уровня жидкостей
    Интеллектуальные высокоточные датчики давления и уровня
    Многофункциональные датчики-реле давления с индикацией
    Электронные программируемые реле давления
    Специальные датчики для измерения давления и уровня агрессивных, вязких и высокотемпературных сред
    Дополнительные устройства для датчиков (демпферы гидроударов, индикаторы, вентильные блоки и др.)
     Применяемые технологии включают в основном кремниевую пьезорезистивную и тонкопленочную металлическую или керамическую технологии производства сенсоров, а также толстопленочную керамическую технологию для гигиенических датчиков химической, фармацевтической и пищевой промышленности. Мембраны, как правило, выполняются из нержавеющей стали.
     В качестве ориентира привожу сводную таблицу устройств.
Тип Диапазон давлений Основная погрешность Применение Описание
DMP 331 от 0…0,04 
до 0…40 бар
0,5/0,35/0,25/ 0,2/0,1 %ВПИ
Общепромышленные  универсальные датчики на широкий  диапазон давлений Датчик с пьезорезистивным кремниевым сенсором. Мембрана из нержавеющей  стали. Возможно изготовление датчика  с открытой мембраной.
DMP 330H от 0…1 до 0…160 бар, перегрузка
до 10Х
1,0 %ВПИ Неагрессивные к нержавеющей  стали жидкости, газы и пар Экономичный датчик давления с толстопленочным керамическим сенсором. Повышенное давление перегрузки.
DMP 330M от 0…1 до 0…16 бар, перегрузка
до 3Х
1,0 %ВПИ Неагрессивные к нержавеющей  стали жидкости, газы и пар. Экономичный датчик давления с толстопленочным керамическим сенсором.
DMP 330L от 0…1 до 0…400 бар, перегрузка
до 3Х
0,5 %ВПИ Неагрессивные к нержавеющей  стали жидкости, газы и пар. Экономичный датчик давления с толстопленочным керамическим сенсором.
DMP 343 от 0…0,01 до 0…1 бар
0,5/0,35 %ВПИ Особо низкое давление неагрессивных газов и сжатого воздуха Датчик с пьезорезистивным кремниевым сенсором.
DMP 333 от 0…60 до 0…600 бар
0,35/0,25/ 0,2 %ВПИ
Среднее и высокое  давление газов, пара и жидкостей, неагрессивных  к нержавеющей стали Датчик с пьезорезистивным кремниевым сенсором на высокие давления. Мембрана из нержавеющей стали.
DMP 331i от 0…0,1 до 0…35 бар
0,1 %ВПИ Высокоточные общепромышленные универсальные датчики Высокоточный датчик давления с пьезорезистивным кремниевым сенсором. Мембрана из нержавеющей стали. Перенастройка нуля 0..80% и диапазона 1:10.
DMP 333i от 0…70 до 0…600 бар
0,1 %ВПИ Высокоточные интеллектуальные датчики для газов, пара и жидкостей, неагрессивных к нержавеющей  стали Высокоточный датчик давления с пьезорезистивным кремниевым сенсором. Мембрана из нержавеющей стали. Перенастройка нуля 0..80% и диапазона 1:10.
 
     Таблица 2. Сводная таблица устройств 

     Продолжение таблицы 2
Тип Диапазон давлений Основная погрешность Применение Описание
DMP 334 от 0…600 до 0…2500 бар 0,35/0,25 %ВПИ Высокие и экстремально высокие давления рабочих жидкостей  гидравлических систем Датчик давления с  тонкопленочным металлическим сенсором.
DMK 331 от 0…0,6 до 0…600 бар
0,5/0,25 %ВПИ Средние и высокие  давления агрессивных газов и  жидкостей. Измерение давления кислорода. Датчик давления с  толстопленочным керамическим сенсором. Штуцер из нержавеющей стали или PVDF.
DPS 100 от 0…0,0001 до 0…1 бар
0,2/0,5/ 1,0 %ВПИ
Особо низкие давления неагрессиных газов и сжатого  воздуха Датчик дифференциального  давления (перепада давления) с индуктивным сенсором.
DPS+ от 0…0,0006 до 0…1 бар
0,35/1,0/ 2,0 %ВПИ
Особо низкие давления неагрессиных газов и сжатого  воздуха Датчик дифференциального  давления с пьезорезистивным кремниевым сенсором.
DMD 341 от 0…0,0006 до 0…1 бар
0,35/1,0/ 2,0 %ВПИ
Датчик контроля перепада (разности) давления на производстве стекла, кирпича, для вентиляции и кондиционирования, в "чистых комнатах", контроль загрязненности фильтров Компактный датчик дифференциального давления (перепада, разности давления) с двумя пьезорезистивными кремниевыми сенсорами.
DMD 331 от 0…0,2 до 0…16 бар
0,5/1,0 %ВПИ Измерение перепада давления жидкостей и газов, неагрессивных  к нержавеющей стали. Компактный датчик дифференциального давления (перепада, разности давления) с двумя пьезорезистивными кремниевыми сенсорами.
DMP 331P от 0…0,1 до 0…40 бар
0,5/0,35/ 0,25 %ВПИ
Измерение давления взяких, высокотемпературных, пищевых  сред, а также сильных окислителей Датчик давления с  различными типами подключения к  процессу (резьба, фланец, clamp). Открытая мембрана из нержавеющей стали. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
DMK 331P от 0…1 до 0…400 бар
0,5/0,25 %ВПИ Измерение давления взяких, высокотемпературных, пищевых  сред, а также сильных окислителей Датчик давления с  различными типами подключения к процессу (резьба, фланец, clamp). Открытая мембрана из нержавеющей стали. Толстопленочный керамический сенсор.
DS 200M от 0…0,1 до 0…600 бар 0,5/0,25 %ВПИ Пневматика, гидравлика, лабораторные измерения Датчик-реле давления с индикатором. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
x|act i от 0…0,1 до 0…600 бар 0,1 %ВПИ Пищевая промышленность, фармацевтика Датчик давления с HART-протоколом (опция), EEx ia. Перенастройка  нуля 0..80% и диапазона 1:10. Возможность  настройки при помощи клавиш на панели. Пьезорезистивный кремниевый сенсор.
     Продолжение таблицы 2
Тип Диапазон давлений Основная погрешность Применение Описание
DMP 304 от 0…1000 до 0…6000 бар 0,50/0,25 %ДИ Гидравлика, водоструйная резка, химические и нефтехимические  приложения с высоким давлением Промышленный преобразователь  сверхвысокого давления
DMK 456 от 0…0,4 до 0…200 бар 0,35/0,25/ 0,20 %ДИ
Измерение давления агрессивных газов и жидкостей  в тяжёлых условиях эксплуатации, использование в строительстве  судов и морских платформ Преобразователь давления для морских условий эксплуатации
DMK 458 от 0…0,4 до 0…20 бар
0,25/0,10 %ДИ Мониторинг давления во время погрузочно-разгрузочных работ, использование в системах компенсации  крена Преобразователь давления для морских условий эксплуатации
DM 10 от 0…1,6 до 0…250 бар 1 %ДИ Машиностроение, пневматика/гидравлика Цифровой манометр
HU 300 от 0…345 до 0…1035 бар 0,25 %ДИ Оборудование для  гидроразрыва, оборудование для проведения кислотной, обработки, измерение давления бурового раствора Преобразователь давления со штуцером для соединения Hammer Union
 
      Из всего многообразия представленных здесь датчиков давления я отдаю предпочтение модели датчика «DPS +» 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

8. Датчик давления  «DPS +»
8.1 Общее описание, область  применения 

     Датчик  дифференциального давления для промышленности и лабораторных исследований
       Класс защиты IP 54
     Диапазон  измерений: от 0...6 до 0...1000 мбар (от 0...0,6 до 0...100 кПа)
     Диапазон  температур измеряемой среды   -40... 80ос
     Основная погрешность 1%/0,35% ВПИ
     Внесен в ГОСРЕЕСТР под № 23575-05
 

Рисунок 1. Датчик давления «DPS +»
     Преобразователь давления DPS+ может быть использован для мониторинга давления, вакуумных измерений, дифференциального измерения давления неагрессивных газов.
     Преобразователь содержит пьезочувствительный элемент (6…1000 мбар). Преобразователь обладает высокой надежностью и работает практически безотказно. Благодаря наличию специальных цепей температурная погрешность сведена к минимуму. Интегрированные электронные устройства обеспечивают выходной сигнал пропорциональный давлению в системе. Уровень сигнала по току 4...20 мА, напряжение 0…10 В. Также можно использовать функции аттенюатора (затухание сигнала) в случае высоких перепадов давления.
     В качестве источника питания применен источник постоянного напряжения (24 В) с защитой от смены полярности. Также возможно использование переменного источника тока на 230 В.
     Благодаря прочному корпусу DPS+ пригоден как для применения в промышленности, так и для лабораторных исследований.
     Устройство  обладает стабильными характеристиками, превосходной линейностью преобразования сигнала и совместимостью с другими устройствами.
     Температурный дрейф сведен к минимуму благодаря  введению специальных цепей компенсации для каждого чувствительного элемента в диапазоне температур от 0 до 60°C.
     Области применения:
    кондиционирование воздуха
    технологии чистых комнат (напр. производство 
    интегральных схем, чипов)

    медицинское оборудование
    контроль перепада давления на фильтрах
    измерение уровня (через воздушную колонну)
    трубки давления, диафрагменные измерители
 
8.2 Технические параметры
Диапазоны давления
Номинальное давление PN изб. [мбар] (ибыточное, дифференциальное) 6 10 20 40 60 100 160 250 400 600 1000
Максимальная  перегрузка Pmax [мбар] 100 100 200 500 500 1000 1000 1000 1000 3000 3000
 
 
 
 
 
Выходной  сигнал / Питание
Стандартное исполнение: 2-х  проводное
Ток: 4… 20 мА/ UB=12...31 В (без дисплея)             
      Дополнительно: 2-х пров. исполнение
                                     3-х пров. исполнение
Ток:4…20мА/UB=19...31 B (с дисплеем)  Ток:4…20мА/UB=19...31 B или 230 В/50 Гц (±10%) Напряжение: 0...10 В / UB=19...31 B или 230 В / 50 Гц (±10%)
 
Характеристики
Основная  погрешность (нелинейность, гистерезис, воспроизводимость) PN>160 мбар          ? ±0,35% ВПИ PN=40...160 мбар   ? ±1% ВПИ
PN <40 мбар            ? ±2% ВПИ
Сопротивление нагрузки Токовый выход, 2-проводное исполнение: Rmax= [(UВ-UBmin)/0,02] Ом Токовый выход, 3-проводное исполнение: Rmax= 500 Ом Вольтовый выход, 3-проводное исполнение: Rmin= 1 МОм
Влияние отклонения напряжения питания и сопротивления нагрузки на погрешность Напряжение  питания: ? ±0,05% ВПИ/10 В  Сопротивление нагрузки: ? ±0,05% ВПИ/кОм
 
Влияние температуры
Номинальное давление PN [мбар] ? 10 мбар ? 20 мбар ? 250 мбар > 250 мбар
Допускаемая приведенная погрешность [%ВПИ] ?±2 ?±1,5 ?±1 ?±0,5
[%ВПИ/10К] ±0,3 ±0,25 ±0,15 ±0,08
Диапазон  термокомпенсации [оС]
          0…60
 
Электробезопасность
Обрыв Не повреждается, но и не работает
Класс защиты 2 (соответствие  стандарту EN 61010-1)
 
Температурный диапозон 

Измеряемая  среда [оС] -40...80
Электроника / компоненты [оС] -25...50
Хранение [оС] -40... 50
 
Электрическое присоединение
Стандартное исполнение Зажимной контакт  max 1,5 мм2   PG7 (пост. ток) / PG9 (перемен. ток)
 
 
 
 
 
Механическое  присоединение
Стандартное исполнение ? 6,6 х11 (для трубы ? 6)
 
Конструкционные материалы
Штуцер латунь
Корпус ABS
Сенсор RTV, AlO, никель
Контактирующие  со средой части Штуцер, сенсор, силиконовая резина
 
 
 
Прочее
Класс защиты IP 54
Потребление тока При токовом  выходном сигнале: 25 мА max            / При вольтовом  выходном сигнале: 14 мА max
Габаритные  размеры 120х80х55 (ДхШхВ)
Вес ок. 0,5 кг
Установочное  положение Любое
Индикация ЖК-дисплей 3 1/2 разряда
Релейный  выход 1 или 2 контакта         выход 5 А / 220 В перем.
Срок  службы > 100 х106 циклов нагружения
 
 
 
8.3 Схема подключения датчика 
 


Рисунок 2. Габаритные размеры датчика. 

 

 
 

     
 
Рисунок 3. Схема  подключения датчика 
 
 

     9. Расчет погрешности  измерительного канала 

     Расчет  погрешности измерительного канала сводится к оценке СКО отдельных  звеньев (?i) с учетом дополнительных погрешностей от влияющих факторов и  нахождения суммарной погрешности  процесса измерительного преобразования:
                               
     Исходные  данные:
     основная  погрешность прибора составляет в начале диапазона 2%, а в конце диапазона 0,35%;
     дополнительная   погрешность, вызванная   изменением   температуры измеряемой среды на каждые 10°С в термокомпенсированном диапазоне температур для начала диапазона 0,3%, а для конца 0,08%. Принимаем рабочей температуру прибора 30 °С. Тогда получаем  для начала 0,3%?30°С/10°С=0,9%, а для конца 0,08%?30°С/10°С=0,24%;
       дополнительная погрешность, вызванная изменением напряжения питания, составляет 0.05%ДИ/10 В. Номинальное значение напряжения питания - 24 В. Отсюда: 0,05%?24 В/10 В=0,12%;
     дополнительная    погрешность,    вызванная    изменением    сопротивления  нагрузки для датчиков с токовым выходом, составляет 0.05%ДИ/1 кОм. Номинальное значение сопротивления нагрузки - 250 Ом. Получаем 0,05%?250 Ом/1000 Ом=0,013%.
     Учитывая, что вид закона распределения  погрешности нам неизвестен, принимаем  значение квантильного коэффициента (К) равным единице.
     Окончательно  СКО измерительного канала для конца диапазона составит:
       
 

     а для начала диапазона измерения
     
     Приняв  квантильный коэффициент К=1,95 для  доверительной вероятности Р=0,95, окончательно для начала и конца  диапазона измерений получим
         
     Тогда с учетом округлений можно записать:
                                                    
     где x – текущее значение измеряемой величины; – предел диапазона измерения.
     Это расчетное значение погрешности  следует умножить на коэффициент  запаса, учитывающий старение элементов  измерительного канала. Можно принять, что скорость старения не превышает 0,1% в год. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

10. Статистическая обработка  результатов многократных наблюдений 

     Для выполнения расчетов используются результаты многократных наблюдений (в пределах 80-100 значений). Массив экспериментальных  данных можно, например, сгенерировать  в среде Mathcad. При этом значение математического ожидания измеряемой величины определяется номером учебной группы студента и его порядковым номером в списке группы (номером варианта), а среднее квадратическое отклонение результатов измерений определяется найденной выше погрешностью измерительного канала:
     M(x) = (№гр·10) + №вар. 

     Перечень  основных операций по математической обработке массива данных:
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.