Загальна структурна схема та конструкція перетворювача

Sitrans P серії ZD фірми Siemens.

Перетворювач Sitrans P ZD – це вимірювальний прилад зі здатністю до конфігурування, який встановлюється за місцем і використовується для

вимірювання надлишкового та абсолютного тисків в різних областях промисловості (хімічній, харчовій, водо забезпеченні і ін.).

Структурна схема та зовнішній вигляд приладу та основні складові перетворювача Sitrans P серії ZD приведені на рис.4.

Sitrans P ZD надлишкового тиску складається із: вимірювальної комірки; плати електроніки, яка розміщена поряд в тому ж в корпусі, та вбудованого цифрового індикатора. У деяких приладів Sitrans P, вимірювальна комірка і плата виготовляються, як єдине ціле.

Вимірювальна комірка складається із розподільчої мембрани 1, що виготовлена із нержавіючої сталі, рідини заповнення (силіконове мастило), що передає зусилля, та безпосередньо вимірювальної мембрани, в якості якої використовується тонка керамічна плівка з нанесеними на неї тензорезисторами (тензомодуль- P). Розподільча мембрана 1 із нержавіючої сталі захищає перетворювач від дій агресивних середовищ. Вимірювальна комірка забезпечена також схемою температурної компенсації. Під дією цієї сили, що діє на розподільчу мембрану 1, вона прогинається і передає зусилля через силіконове масло на вимірювальну мембрану Р, що теж прогинається. При цьому чотири встановлені на ній за мостовою схемою тензорезистори змінюють свою величину. Зміна опорів приводить до розбалансування мосту і появи напруги у вимірювальній діагоналі, яка підсилюється у вимірювальному підсилювачі та надходить на аналого-цифровий перетворювач (АЦП) А/D та перетворюється в цифрову форму.

СВДЗ СВДЧ РКД

 

 

Рис. 4. Структурна схемата зовнішній вигляд приладу Sitrans P серії ZD.

На платі електроніки Sitrans P серії ZD (рис.4) розміщені:

■ A/D - аналого-цифровий перетворювач (АЦП);

■ D/A - цифро-аналоговий перетворювач (ЦАП);

■ 3 клавіші конфігурування параметрів;

■ EEPROM – енергонезалежна пам’ять для всіх параметрів;

■ U/ I – перетворювач напруги ЦАП U_а в струм (стабілізатор струму);

■ ЕМV - вихідний каскад із захисними компонентами, що поєднує струм

споживання та уніфікований вихідний;

■ I _{а -} - вихідний уніфікований сигнал по струму (4…20мА), який

дорівнює струму, що споживає перетворювач;

■ U_к - контрольна (зразкова) напруга стабілізатора струму;

■ РКД -рідинно-кришталевий дисплейвимірюваних параметрів;

■ СВД З та СВД Ч – зелений та червоний світло діоди індикації виходу тиску за нижню та верхню межі діапазону;

■ C - функціональний мікропроцесорний контролер.

Інформація в цифровій формі аналізується в мікропроцесорі C, коригується в відповідності із температурною характеристикою і характеристикою лінійності, та перетворюється у цифро-аналоговому перетворювачі (ЦАП) D/А у напругу постійного струму.

Далі напруга перетворюється в уніфікований вихідний аналоговий сигнал по струму в перетворювачі U/I, який надходить у вихідний каскад ЕМV. Останній поєднує уніфікований інформаційний струм та струм споживання.

Основною перевагою перетворювача Sitrans P є схема живлення в два проводи, суть якої в тому, що струм ланцюга живлення перетворювача одночасно є уніфікованим вихідного аналоговим сигналом вимірювальної інформації по струму в межах 4…20 мА і який відповідає значенню вимірюваного тиску. Тобто, при налаштованому початковому значенні вимірюваного тиску, схема перетворювача споживає струм 4 мА напругою постійного струмі в межах 12…30В. В кінці діапазону – перетворювач споживає струм 20 мА при тих же межах напруги живлення. Для передавання інформації про значення вимірюваного тиску немає необхідності в додаткових лініях зв’язку. Вихідний каскад ЕМV вміщує в собі одночасно і компоненти захисту від короткого замикання.

Для отримання інформації про значення тиску достатньо в ланцюг підведення живлення по двом проводам, ввімкнути опір навантаження величиною 500 Ом та отримати на ньому, на необхідній відстані місця вимірювання, спад напруги, який маже бути використаний, наприклад, для перетворення в аналого-цифровому перетворювачі (АЦП) мікропроцесорного контролера системи керування технологічним процесом.

Одночасно Sitrans P забезпечує цифрову індикацію значення тису за місцем

встановлення в багатьох одиницях. Режим вибору одиниць задає мікропроцесор і його можна змінити за допомогою клавіш конфігурування.

Специфічні параметри вимірювальної комірки, параметри електроніки

та налаштування фіксуються в енергонезалежній пам’яті EEPROM.

Дві відокремлювані частини перетворювача (сенсор та електроніка), підт-

римують модульний принцип побудови конструкції, можливість незалежної їх

заміни і корекції.

Вбудований 5-ти розрядний дисплей (РКД), в залежності від вибраногорежиму індикації, може надавати за місцем наступну інформацію:

■ вимірюване значення тиску; ■ одиниця вимірювання (по замовчанню в барах);

■ двопозиційний сигнал «більше / менше», при відхиленні тиску за встановлені граничні межі, що фіксується світлодіодами та символами стрілочки (менше – зеленим та , а більше – червоним та ).

Конфігурування (зміна режимів роботи та індикації) відбувається за допомогою 3-х кнопок, що розташовані поруч із дисплеєм.

Кнопкою М вибираються наступні режими:

■ вимірюване значення тиску; ■ пароль, який блокує зміну параметрів після

налаштування; ■ одиниця вимірювання; ■ початок та кінець діапазону;

■верхнє та нижнє допустиме значення тиску; ■ корекція нуля; ■ верхня (20 мА) та нижня (4 мА) межі вихідного струмового сигналу, що відповідають вибраному діапазону вимірювань; ■ фільтрація сигналу.

Ще дві кнопки дозволяють змінювати вибраний параметр в більшу або меншу сторону.