1.3 Устройство и работа
1.3.1 Работа преобразователя основана на использовании тензоэффекта в полупроводниках. Измеряемое давление воздействует на мембрану тензопреобразователя, от деформации которой изменяются значения сопротивлений тензорезисторов и электрического выходного сигнала.
Электронный блок преобразует это изменение сопротивления в токовый выходной сигнал и осуществляет компенсацию температурных погрешностей.
преобразователи с разделительной мембраной могут быть использованы для измерения давления агрессивных сред, а преобразователи с открытой разделительной мембраной также и для измерения коагулирующих сред.
Для защиты мембран в разделителях от воздействия измеряемой среды допускается использование пленок из фторопласта, резины и других эластопластов толщиной до 0,3 mm или дополнительных металлических мембран толщиной до 0,1 mm (тантал, нержавеющая сталь и т.п.).
Общий вид, габаритные и присоединительные размеры преобразователей представлены в приложении И.
1.3.2 Электронный блок смонтирован на одной плате (рисунок 1), размещенной в корпусе преобразователя.
Рисунок 1 Внешний вид платы с элементами регулировки
Рисунок 2 Внешний вид платы настроек для приборов на минус 55 °С
Элемент платы настроек для приборов на минус 55 °С
|
Соответствующий элемент на приборе обычного исполнения
|
Назначение
|
K1
|
SW3-3
|
Установка начального тока
|
K2
|
SW3-4
|
K3
|
SW4-1
|
Изменение характеристики выходного сигнала на обратную
|
K4
|
SW4-2
|
K5
|
SW4-3
|
K6
|
SW4-4
|
|
SW1-3
|
Установка выходного сигнала 4 ÷ 20 мА
(изменение глубины регулировки выходного сигнала)
|
K7
|
SW1-4
|
Установка выходного сигнала 4 ÷ 20 мА
|
K8
|
SW3-1
|
Установка начального тока
|
K9
|
SW3-2
|
K10
|
SW1-1
|
Установка выходного сигнала 0 ÷ 5 мА
|
K11
|
SW1-2
|
K12
|
Изменения диапазона напряжения питания с 16 ÷ 42 В на 9 ÷ 36 В
|
SW2
|
SW2
|
Дискретное смещение «НУЛЯ»
|
SW6
|
SW5 1-3
|
Изменение чувствительности преобразователя (перенастройка предела измерения)
|
SW7
|
SW5 4-7
|
Блок-схема электронного блока представлена на рисунке 3.
Рисунок 3 Блок-схема электронного блока
Сигнал с тензопреобразователя 2 поступает на вход инструментального усилителя 3 (ИУ). На другой вход инструментального усилителя поступает сигнал от корректора температурной нелинейности начального значения выходного сигнала 5. В качестве информационного источника о значении температуры используется напряжение на диагонали питания тензопреобразователя. Сигнал с ИУ подается на корректор статической нелинейности 6 и далее на переключатель пределов 7 (ПП). Описанное построение функциональной схемы обеспечивает независимость регулировок «нуля» и «диапазона».
Сигнал с ПП подается параллельно на корректор температурной погрешности диапазона 8 и на один из входов выходного преобразователя «напряжение-ток» 4. На второй вход преобразователя «напряжение-ток» подается сигнал коррекции температурной нелинейности диапазона 9. В качестве информационного источника о значении температуры используется независимый кремниевый резистор, изготовленный из того же материала, что и тензорезисторы.
Под крышкой корпуса, на плате электронного блока (рисунок 1) расположены переключатели SW1, SW3, SW4, которые служат для установки параметров выходного сигнала преобразователя: сигнал 4…20 или 0…5 mA, возрастающая или убывающая выходная характеристика.
Переключатель SW2 служит для включения дискретного смещения начального значения выходного сигнала (в дальнейшем – «нуля»):
а) ключ 7 переключателя SW2 в положении ON включает «смещение» нуля в «плюс»;
б) ключ 8 переключателя SW2 в положении ON включает «смещение» нуля в «минус»;
в) ключ 6 переключателя SW2 в положение ON – включает дискретно смещение в пределах 1,5 %;
г) ключ 5 переключателя SW2 в положение ON – включает дискретно смещение – 3 %;
д) ключ 4 переключателя SW2 в положение ON – включает дискретно смещение – 6 %;
е) ключ 3 переключателя SW2 в положение ON – включает дискретно смещение – 12 %;
ж) ключ 2 переключателя SW2 в положение ON – включает дискретно смещение – 25 %;
з) ключ 1 переключателя SW2 в положение ON – включает дискретно смещение – 50 %;
Переключатель SW5 служит для установки поддиапазона измерения внутри одной модели (2.3.1).
Резистор R72 служит для «грубой» установки начального значения выходного сигнала при перенастройке преобразователя.
Многооборотный подстроечный резистор 5 kΩ служит для «точной» установки начального значения выходного сигнала при монтаже и обслуживании преобразователя. В зависимости от исполнения этот резистор может быть установлен на основной плате или вынесен на дополнительную плату так, чтобы доступ к его регулировочному винту был возможен без снятия крышки преобразователя через специальный канал в корпусе электронного блока.
Многооборотный подстроечный резистор 10 kΩ служит для «точной» установки верхнего значения выходного сигнала при перенастройке преобразователя. В зависимости от исполнения этот резистор может быть установлен на основной плате или вынесен на дополнительную плату так, чтобы доступ к его регулировочному винту был возможен без снятия крышки преобразователя через специальный канал в корпусе электронного блока.
Блок-схема электронного блока с платой (рисунок 1) представлена на рисунке 3.
1.3.3 Обеспечение взрывозащищенности
Обеспечение взрывозащищенности преобразователя с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» достигается за счет ограничения напряжения и тока в его электрических цепях до искробезопасных значений, а также за счет выполнения конструкции в соответствии с ГОСТ Р 52350.11-2005 (МЭК 60079-11:2006). На корпусе преобразователя имеется маркировка взрывозащиты «0ExiaIICT5 X» по ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004).
Знак «Х», стоящий после маркировки взрывозащиты, означает, что при эксплуатации преобразователя необходимо соблюдать следующие «особые» условия:
1 Питание преобразователя осуществляется от блока преобразования сигналов типа БПС-90 или других типов источников питания, имеющих сертификат соответствия Системы сертификации ГОСТ Р и разрешение на применение для взрывоопасной газовой смеси категории IIC.
2 Выходные искробезопасные параметры блока преобразования сигналов типа БПС-90 или других типов источников питания не должны превышать значений:
максимальное выходное напряжение U0: 24 V;
максимальный выходной ток I0: 120 mA;
максимальная внешняя емкость C0: 0,12 μF;
максимальная внешняя индуктивность L0: 1 mH.
3 Запрещается эксплуатация преобразователя с механическими повреждениями корпуса.
4 Корпуса преобразователей должны быть заземлены.
5 Настройку преобразователей производить вне взрывоопасной зоны.
Обеспечение взрывозащищенности преобразователя с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» достигается заключением его электрических частей во взрывонепроницаемую оболочку по ГОСТ Р 52350.1-2005 (МЭК 60079-1:2003), которая имеет высокую степень опасности механических повреждений по ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004), выдерживает давление взрыва и исключает его передачу в окружающую взрывоопасную среду. Взрывонепроницаемость обеспечивается также исполнением деталей оболочки и их соединение с соблюдением параметров взрывозащиты по ГОСТ Р 52350.1-2005 (МЭК 60079-1:2003), приведенных на чертеже средств взрывозащиты (приложение К). Взрывонепроницаемость ввода кабеля достигается уплотнением его эластичным резиновым кольцом, минимально допустимый размер которого указан на чертеже средств взрывозащиты (приложение К). Степень защиты ввода кабеля от внешних воздействий - IP55, IP65 по ГОСТ 14254-96. Максимальная допустимая температура наружной поверхности преобразователя (100 °C) соответствует температурному классу Т5 по ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004) и не превышает рабочую температуру примененных в преобразователе изоляционных материалов. В преобразователе предусмотрены внутренний и внешний заземляющие зажимы и знак заземления, выполненные по ГОСТ 21130-75. На съемных крышках имеется предупредительная надпись «Открывать, отключив от сети». На корпусе преобразователя имеется маркировка взрывозащиты «1ExdIIBT5» по ГОСТ Р 52350.0-2005 (МЭК 60079-0:2004).
Электрическая изоляция преобразователя выдерживает без пробоя и поверхностных разрядов испытательное напряжение 500 V переменного тока.
|
