Перетворювач Sitrans P DS III

Загальний вигляд вимірювального перетворювача Sitrans P DS III та схема

вимірювальної комірки (сенсора) дифманометра приведена на рис.2. Із схеми видно, що датчик складається: із двох розподільчих мембран 1 (більшого тиску «+» та меншого - «-»); двох О-подібних кілець, що фіксують мембрани 1; кремнієвої вимірювальної мембрани 3 з тензомодулем 4; корпусу вимірювальних комірок 6 з боковими фланцями 5 та рідини наповнення 7 (силіконове мастило).

Вимірювана різниця тисків через розподільчі мембрани 1 і наповнення 7

передається на вимірювальну мембрану 3, деформуючи її. Одночасно деформується і кремнієвий сенсор (тензомодуль) 4. Чотири встановлених на вимірювальну діаграму по мостовій схемі тензорезостори (п’єзоопори) змінюють завдяки поданому тиску свій опір. Зміна опорів визиває зміну

напруги у вимірювальній діагоналі мосту, що пропорційна різниці тисків на

Рис.2. Загальний вигляд та будова ПВП дифманометра Sitrans P DS III

 

входах «+» та «-».При перевищенні різниці тисків межових значень, що

допустимі для даного датчика, відхиляючись мембрана 3 торкається стінок

корпусу 6 і захищає сенсор 4 від перевантаження. Для особливих випадків використовування, наприклад, вимірювання тиску високов’язких матеріалів,

вимірювальні перетворювачі Sitrans P DS III поставляються з розділювачами

тиску різноманітної конструкції.

Фірмою “Siemens” випускаються вимірювальні перетворювачі різниці тисків тиску Sitrans P серії МК-ІІ з вбудованими аналоговими та серії MS, DS - цифровими індикаторами. З аналоговими індикаторами виготовляються перетворювачі на діапазон 0,23-160 бар, а цифровим – на межі 0,03-400 бар. Серія DS SITRANS P може вимірювати крім різницевого (диференціального) тиску, також надлишковий та абсолютний тиски.

Структурна схема вимірювального перетворювача DS ІІІ приведена на рис.3. Вхідний вимірювальний тиск, або різниця тисків, перетворюється в сенсорі 1 (тензомодулі) в електричний сигнал, який підсилюється в 2 та перетворюється в цифровий код в АЦП 3. Цифрова інформація опрацьовується

в мікроконтролері 4 з одночасною корекцією характеристики перетворення по

температурі та лінійності, і перетворюється в ЦАП 5 в вихідний уніфікований

струмовий сигнал, що об’єднується одночасно із струмом живлення.

Тобто, вимірювальний перетворювач виготовляється по двопроводовій cхемі живлення, яка одночасно є лінією як живлення, так і отримання уніфікованого вихідного сигналу 4-20 мА про значення тиску в об’єкті. Специфічні параметри налаштування сенсора та параметри налаштування мікропроцесорного контролера, зберігаються в двох енергонезалежних ППЗП 6. Перший ППЗП з’єднаний з сенсором, другий – з платою електроніки. Таке розділення пам’яті

дозволяє незалежну заміну сенсора та плати електроніки.

Налаштування перетворювача DS ІІІ можливе за допомогою клавіш 8 за

місцем або за допомогою НАRТ - модему 7, що дозволяє виконувати конфігурування приладу через протокол НАRТ - специфікації.

Основні складові перетворювача:

1. Датчик (сенсор)

2. Підсилювач (міст Уітстона)

3. Аналого-цифровий перетворювач

 

— +U (= 12…30 В); І = 4…20 мА

— - (двопровідна схема живлення)

4. Мікропроцесорний контролер

5. Цифро-аналоговий перетворювач

6. Енергонезалежна пам'ять (одна –

1. для налаштування мікропроцесора

друга - для сенсора)

7. НАRТ -інтерфейс

8. Клавіші налаштування DS III

9. Цифровий індикатор

 

 

Рис.3. Структурна схема

вимірювального перетворювача

Sitrans P DS III

 

При конфігуруванні (налаштуванні) перетворювача за через НАR Т – комунікацію, здійснюється проміжне під’єднання НАRТ – модему 7 безпо-середньо до його лінії живлення в два проводи та конфігурування здійснюється за допомогою ноутбука або РС -комп’ютера.

Необхідні для комунікації по НАRТ – протоколу 5.х та 6.х сигнали накладуються на вихідний уніфікований струмовий сигнал за частотно-комунікаційним методом (метод FSK, Frequency Shift Keying).

Прилади серії DS III можуть додатково використовуватись для вимірювання витрати по перепаду тиску на звужуючих пристроях, тому забезпечують розрахунок функції: f = √ ΔР, де ΔР - перепад тиску на звужуючому пристрої.