ОУстройство и работа преобразователя Метран 100

Внешний вид преобразователя показан на рисунке 2(а,б,в).

а) б)

в)

Рисунок 2 - Лицевая часть преобразователя Метран 100.

На лицевой части находятся управляющие кнопки «1», «2», «3». При помощи управляющих кнопок блока управления и регулирования параметров,а также цифрового индикатора можно работать с датчиком в следующих режимах:

Кнопка «1»-осуществление контроля измеряемого давления;

Кнопка «2»-осуществление контроля и настройки параметров;

Кнопка «3»-выполнение калибровки преобразователя давления(Защищена накидной крышкой, закрепленной болтом).

Параметры и символы режимов настроек отображаются на дисплее индикатора

Рисунок 3 - Оборотная часть преобразователя Метран 100

Клеммы 1,2 предназначены для подключения HART –коммуникатора. Коммуникатор, в свою очередь, позволяет использовать возможности преобразователя Метран 100 в аналоговых АСУТП, которые не поддерживают протокол HART.(этот протокол использует принцип частотной модуляции.).При помощи коммуникатора также может быть установлена защита от несанкционированного доступа к настройкам преобразователя при помощи задания опции «Защиты от записи»,то есть внесения каких либо изменений в настройки через управляющие кнопки 1,2,3.

Датчик состоит из преобразователя давления (в дальнейшем сенсорный блок) и электронного преобразователя. Датчики имеют унифицированный электронный преобразователь.

Измеряемая входная величина подается в камеру сенсорного блока и преобразуется в деформацию чувствительного элемента (тензопреобразователя), вызывая при этом изменение электрического сопротивления его тензорезисторов.

Электронный преобразователь датчика преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал. Чувствительным элементом тензопреобразователя является пластина из монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами (структура КНС), прочно соединенная с металлической мембраной тензопреобразователя.

Конструкция датчика Метран 100 – ВН – ДИ показана на рисунке 4.

Рисунок 4 - Конструкция датчика "Метран"100 ВН-ДИ

Мембранный тензопреобразователь 3 размещен внутри корпуса 4. Измеряемое давление подается в камеру 5 и воздействует на мембрану тензопреобразователя, вызывая ее прогиб и изменения сопротивления тензорезисторов. Полость 2 сообщена с окружающей атмосферой. Электрический сигнал от тензопреобразователя передается из измерительного блока в электронный преобразователь 1.

Упрощенная блок-схема преобразователя "Метран 100" приведена на рисунке 5.

Измеряемое давление подается в рабочую полость датчика и непосредственно воздействует на измерительную мембрану 2 тензопреобразователя 3 (пластину монокристаллического сапфира с кремниевыми пленочными тензорезисторами, соединенную с металлической мембраной тензопреобразователя). Ее деформация приводит к пропорциональному изменению сопротивления тензорезисторов и разбалансу тензомоста 4. Электрический сигнал с выхода тензомоста поступает в дифференциальный усилитель 5. Встроенный в него регулятор коэффициента усиления обеспечивает перенастройку диапазонов измерений. Устройство термокоррекции 6 компенсирует влияние температурных воздействий на тензомост.

1 – корпус; 2 – измерительная мембрана; 3 – тензопреобразователь;

4 – тензомост; 5 – дифференциальный усилитель; 6 – устройство

термокоррекции; 7 – АЦП; 8 – энергонезависимая память;

9 – микроконтроллер; 10 – ЦАП

Рисунок 5 - Преобразователь давления "Метран 100" ВН-ДИ

В памяти 8 сенсорного блока хранятся в цифровом формате результаты калибровки сенсора во всем рабочем диапазоне давлений и температур. Эти данные используются микропроцессором для расчета коэффициентов коррекции выходного сигнала при работе датчика.

Цифровой сигнал с платы АЦП 7 сенсорного блока вместе с коэффициентами коррекции поступает на вход электронного блока, микроконтроллер 9 которого производит коррекцию и линеаризацию характеристики сенсорного блока, вычисляет скорректированное значение выходного сигнала датчика и передает его в цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) 10, который преобразует его в аналоговый выходной сигнал (унифицированный токовый сигнал 4 - 20 мА).

В нашей установке датчик используется вместе с блоком питания Метран 602 и вторичным прибором Диск 250 изображение установки показано на рисунке 6.

Рисунок 6 - Поверочная установка