Статья в журнале «Экспозиция Нефть Газ»
Готовое решение для измерения температуры с погрешностью не более 0,2 °С с унифицированным токовым выходом 4...20 мА
Принцип действия термопреобразователей прецизионных
ПП состоит из вставки измерительной с одним или двумя чувствительными элементами (ЧЭ). В качестве ЧЭ используются платиновые термопреобразователи сопротивления (ТС) с индивидуальной статической характеристикой (ИСХ), представленной в виде функции
ИП конструктивно выполнен в корпусе, в котором размещены аналогово-цифровой преобразователь (АЦП), цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП) и модуль индикации (в зависимости от исполнения). По отдельному заказу в состав ИП может входить устройство защиты от импульсных перенапряжений (УЗП). Сигнал с ПП поступает в ИП, где преобразуется с помощью АЦП в цифровой сигнал. Цифровой сигнал обрабатывается с помощью микропроцессорного модуля ИП и поступает в ЦАП, где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока, на который, при наличии у ИП частотного модулятора, накладывается сигнал НАRТ-протокола. Микропроцессорный модуль обеспечивает управление всеми схемами ИП и осуществляет информационную связь с компьютером и другими изделиями. Для подключения ПП к ИП и вывода выходного сигнала в корпусе ИП предусмотрены клеммные соединители. Схема соединений внутренних проводов ПП с ИП — четырехпроводная.
Термопреобразователи изготавливаются в виде единой конструкции, могут изготавливаться без ИП, а также могут быть представлены отдельными, соединенными между собой элементами — ПП и ИП.
На цифровых табло термопреобразователей или HART-коммуникатора в режиме измерений отображается значение измеряемой температуры в цифровом виде.
Термопреобразователи выпускаются в одной модификации:
Технические характеристики
- Термопреобразователи имеют исполнения:
- общепромышленное;
- взрывобезопасное с видом взрывозащиты «искробезопасная электрическая цепь» (Ex);
- взрывобезопасное с видом взрывозащиты «взрывонепроницаемая оболочка» (Exd);
- Параметры электрического питания — номинальное значение напряжения постоянного тока 24 В или 36 В;
- Потребляемая мощность — не более 0,6 Вт (при напряжении 24 В) или 0,8 Вт (при напряжении 36 В)
- Длина монтажной части термопреобразователей — 60...25000 мм;
- Габаритные размеры ИП — не более: 122×200×120 мм;
- Масса (в зависимости от исполнения термопреобразователя) — 0,9...10,0 кг;
- Температура окружающей среды:
- –40...+70 °C;
- –40...+85 °C;
- –50...+70 °C;
- –50...+85 °C;
- –60...+70 °C;
- –60...+85 °C;
- –40...+70 °C;
- Относительная влажность при температуре +35 °С — 95%;
- Средний срок службы, не менее:
- 20 лет — для термопреобразователей с НСХ ПП классов В, С;
- 10 лет — для термопреобразователей с ИСХ, НСХ ПП классов АА, А;
- Средняя наработка на отказ, не менее:
- 160 000 часов, для термопреобразователей с НСХ ПП классов В, С;
- 80 000 часов, для термопреобразователей с ИСХ, НСХ ПП классов АА, А;
- Маркировка взрывозащиты: 0Ex ia IIC T6 Ga X, 1Ex d IIC T6 Gb X.
Варианты исполнения корпуса
|
Крепление в гильзу (корпус из алюминиевого сплава) |
Крепление на кронштейн (корпус из алюминиевого сплава) |
Крепление в гильзу (корпус из алюминиевого сплава без индикации) |
|---|---|---|
|
|
|
|
Крепление в гильзу (корпус из нержавеющей стали) |
Крепление на кронштейн (корпус из нержавеющей стали) |
Крепление в гильзу (корпус из нержавеющей стали без индикации) |
|
|
|
Первичный преобразователь (ПП)
| С наружной резьбой штуцера | C внутренней резьбой штуцера | Из гибкого кабеля в стальной оболочке | |
|---|---|---|---|
|
|
|
|
Метрологические характеристики ПТ 0304-ВТ
| ИСХ или тип НСХ |
Диапазон измерений |
Минимальный интервал измерений, °С | Пределы допускаемого отклонения от ИСХ (НСХ) ПП ΔПП , °С | Диапазон измерений ИП, °С | Пределы допускаемой основной погрешности ИП | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| цифрового сигнала по протоколу HART, ΔАЦП , °С | цифро-аналогового преобразования, ΔЦАП | |||||||||
| ΔЦАП , мА | ΔЦАП , % (от интервала измерений) | |||||||||
| индекс заказа | ||||||||||
| A1 | B1 | A1 | B1 | A1 | B1 | |||||
| КВД | –50...+160 | 10 | ±(0,03 + 1 × 10–4 × |t|) | –50...+250 | ±0,03 | ±0,06 | ±0,004 | ±0,008 | ±0,025 | ±0,05 |
| –50...+250 | ±(0,05 + 1,5 × 10–4 × |t|) | |||||||||
| –50...+450 | ±(0,1 + 2 × 10–4 × |t|) | –50...+450 | ±0,03 | ±0,06 | ||||||
| Pt100, 100П | –50...+250 | 10 |
±(0,1 + 0,0017 × |t|) для класса АА |
–200...+600 | ±0,03 | ±0,06 | ±0,004 | ±0,008 | ±0,025 | ±0,05 |
| –100...+450 |
±(0,15 + 0,002 × |t|) для класса А |
|||||||||
| –196...+600 |
±(0,3 + 0,005 × |t|) для класса B |
|||||||||
| –196...+600 |
±(0,6 + 0,01 × |t|) для класса C |
|||||||||
t — значение измеряемой температуры, °С.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности термопреобразователей, ΔО, °С, по цифровому сигналу рассчитывают по формуле:
ΔО = √(ΔАЦП2 + ΔПП2)
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности термопреобразователей, ΔО, °С, по унифицированному выходному сигналу рассчитывают по формуле:
ΔО = √((ΔАЦП + ΔЦАП)2 + ΔПП2),
где:
- ΔАЦП — пределы допускаемой основной погрешности цифрового сигнала ИП протоколу HART, °С;
- ΔПП — пределы допускаемого отклонения от ИСХ (НСХ) ПП, °С;
- ΔЦАП — пределы допускаемой основной погрешности цифро-аналогового преобразования, °С.
| ИСХ, НСХ | Диапазон измерений ИП, °С | Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды в диапазоне рабочих температур ИП | |||
|---|---|---|---|---|---|
| цифрового сигнала, °С / 1 °С | ЦАП, мкА / 1 °С (% от интервала измерений / 1 °С) | ||||
| индекс заказа | |||||
| A1 | B1 | A1 | B1 | ||
| КВД | –50...+250 | ±0,0002 | ±0,002 | ±0,03 (±0,00019) | ±0,2 (±0,0013) |
| –200...+600 | |||||
| Pt100, 100П | –200...+600 | ||||
Пределы допускаемой дополнительной погрешности термопреобразователей от изменения температуры окружающей среды равны сумме погрешностей цифрового сигнала и ЦАП.
