Метрология и технические измерения отрасли: Программа, методические указания и контрольные задания, страница 13

Оценим максимальную погрешность первичных преобразователей.

ТСП кл. А:           Δ=±(0,15+0,002t)=±(0,15+0,002*180)=±0,51⁰С

ТСП кл. В:            Δ=±(0,3+0,005t)=±(0,3+0,005*180)=±1,2⁰С

ТХК(L) кл.2:        Δ=±2,5⁰С

ТХА (К) кл.1:       Δ=±1,5⁰С

ТПП (S,R) кл.1:   Δ=±1⁰С

Следовательно, заданная погрешность может быть обеспечена термопреобразователями сопротивлений любого класса точности или термопарами ТХА (К) и ТПП (S,R) первого класса точности.

При коротких линиях связи (до 100м) термопреобразователи сопротивлений можно подключать по четырехпроводной схеме, в противном случае используют нормирующие преобразователи, выходной сигнал которых 0-5 или 4-20 мА и дальность связи 5 и 20 км соответственно. В качестве такого преобразователя можно использовать ИП Rosemount 248 (табл.___), который при подключении к нему ТСП обеспечивает погрешность не более ±0,2 ⁰С. Тогда суммарная погрешность  термометра и ИП составит:

Кл. А:

⁰С

Кл.В:

⁰С

Общая погрешность термометра класса В и промежуточного преобразователя близка к максимально допустимому значению, поэтому выбираем термопреобразователь класса А.

Эти же функции может выполнять термометр с нормированным выходом серии Метран ТСПУ 276. При выходном сигнале 4-20 мА его максимальная погрешность в диапазоне 0-200⁰С составит:

⁰С

Для подключения термопар используют специальные удлиняющие провода или устанавливают нормирующие преобразователи. Примеры таких преобразователей приведены в табл____. Выберем YTA-70, т.к. он может быть применен с выбранными раннее термопарами. Особенностью преобразователя является  возможность программной установки диапазона измерений. Т.к. погрешность нормируется в процентах от диапазона измерений, целесообразно установить пределы измерений от 0 до 200 ⁰С. За абсолютную погрешность преобразователя принимается большее значение из указанных в таблице____ . Т.е., абсолютная погрешность, определенная из приведенной, составит для выбранных термопар:

=0,1∙200/100%=0,2 ⁰С, а указанная в таблице абсолютная, соответственно:

0,5⁰С –для термопар ТХК(L) и ТХА (К)

1,0 ⁰С –для термопары ТПП (S,R).

Следовательно, погрешность преобразователя YTA-70 при подключении к нему термопар ТХК(L) и ТХА (К) составит 0,5⁰С, при подключении термопары ТПП (S,R) – 1,0 ⁰С.

Тогда суммарная погрешность термопары и нормирующего преобразователя, определенная по формуле:

составит:

ТХК(L):      ±2,8 ⁰С

ТХА (К)      ±1,7 ⁰С

ТПП (S,R)  ±1,6 ⁰С

Как видно термопары не подходят, т.к. не обеспечивают требуемую точность.

Некоторые варианты конструкции термопреобразователей приведены в табл___. Так как время реакции термометра не ограничено, выбираем термометр (рис.__) с защитной гильзой (рис.  ). В соответствии с П. 6.3.3. ч.5 ГОСТ 8.586. термометр должен погружаться на глубину (0,3 – 0,7)D, т.е. 45 – 105 мм. Поэтому выбираем термометр рис.1 и защитную гильзу (рис   ) с длиной монтажной части L– 80 мм

В качестве вторичного прибора можно использовать различные устройства, например: Сосна – 003, станцию сбора данный Yokogawa DX – 1002, ДИСК – 250 и др. Выбор зависит от конструктивной совместимости с уже существующими приборами, стоимости, дополнительных функций.

Если в качестве вторичного прибора выбрана Сосна – 003, то общая погрешность измерительного комплекта, состоящего из термопреобразователя сопротивлений Метран 206, промежуточного преобразователя Rosemount 248 и вторичного прибора равна:

⁰С, а при использовании термометра с унифицированным выходным сигналом Метран ТСПУ 276:

≈0,8⁰С

Сосна – 003 имеет интерфейс RS 232, по которому данные могут передаваться в компьютер, при этом стоимость прибора значительно ниже, чем ДИСК – 250 и DX – 1002.

Таким образом, измерительный комплект состоит из платинового термопреобразователя сопротивлений Метран 206, нормирующего преобразователя ИП Rosemount 248 и вторичного прибора Сосна – 003.

Пример 2. Выбрать расходомер для измерений расхода воды, если диапазон измерений составляет 1…60 м³/ч, относительная погрешность не превышает ±2%, температура среды – 180 ⁰С, давление 1,0 МПа, падение давления на первичном преобразователе расхода не превышает 20 кПа. Диаметр трубопровода, по которому движется поток, равен 80 мм. В потоке присутствуют абразивные частицы.