Меню

Абсолютная погрешность датчика давления

Г.3.1.1 Расчет относительной погрешности измерения абсолютного давления

Г.3.1.1.1 Составляющую относительной погрешности измерения абсолютного давления , обусловленную погрешностью первичного преобразователя давления (см. формулу (25)), рассчитывают по формуле

(Г.9)

где γ — класс точности первичного преобразователя абсолютного давления (0,25 %);

Рв — верхний предел измерений абсолютного давления (0,63 МПа);

Р — давление газа (0,10 МПа);

— наибольшее отклонение температуры окружающей среды от нормального значения (tнормtmin = 20°С + 20°С = 40°С);

ΔT -диапазон изменения температуры окружающей среды, для которого нормирован предел дополнительной погрешности (20 °С).

Г.3.1.1.2 Относительную погрешность измерения абсолютного давления δР с помощью комплекта, состоящего из первичного преобразователя давления и измерительного канала давления вычислителя, рассчитывают по формуле (26):

(Г.10)

где — относительная погрешность вычислителя по каналу измерения давления.

Г.3.1.2 Расчет относительной погрешности измерения температуры

Г.3.1.2.1 Составляющую относительной погрешности измерения температуры , обусловленную погрешностью преобразователя температуры, рассчитывают по формуле (20)

(Г.11)

где Δt — абсолютная погрешность преобразователя температуры;

T — температура газа (273,15 — 10 = 263,15) К.

Г.3.1.2.2 Определение относительной погрешности измерения температуры δT с помощью комплекта, состоящего из первичного преобразователя температуры и измерительного канала температуры вычислителя, рассчитывают по формуле (26):

(Г.12)

где — относительная погрешность вычислителя по каналу измерения температуры.

Г.3.1.3 Расчет коэффициентов влияния.

По формулам (43)-(55) TгР = 171,6; TгР = 187,3; = 123,0.

Так как температура газа больше этих значений в соответствии с 12.3.8 настоящих Правил, то коэффициенты влияния давления и температуры на величину расхода примем равными единице, а коэффициент влияния плотности при стандартных условиях примем равным нулю.

Г.3.1.4 Относительная погрешность определения коэффициента сжимаемости

Г.3.1.4.1 В соответствии с ГОСТ 30319.2, таблица 1, относительная погрешность расчета коэффициента сжимаемости δ составляет 0,11 %.

Погрешность δи.д в соответствии с формулами (42),(49) примем равной нулю.

Тогда погрешность определения коэффициента сжимаемости в соответствии с формулой (40) будет равна 0,11%.

Г.3.1.5 Относительная погрешность измерения объема газа δv при рабочих условиях составляет

(Г.13)

где δc — относительная погрешность счетчика при расходе 70 м 3 /ч;

γв — приведенная погрешность вычислителя по каналу измерения объемного расхода газа.

Г.3.1.6 Относительную погрешность определения объема газа , приведенного к стандартным условиям при Tmin, Pmin, рассчитывают по формуле (36):

(Г.14)

Г.3.2 Расчет наибольшей относительной погрешности определения энергосодержания

Наибольшую погрешность определения энергосодержания δЕ газа рассчитывают по значениям наибольших погрешностей вычислений объема газа, приведенного к стандартным условиям, и удельной объемной теплоты сгорания. Относительную погрешность определения энергосодержания газа вычисляют по формуле (37):

(Г.15)

где — по Г.2.2.1.

Ключевые слова: объем газа; энергосодержание; измерение; счетчики ротационные, турбинные, вихревые

Читайте также:  Давление повышается когда долго лежу

Источник

Расчет погрешности датчика

прибор датчик разности давлений Метран-Ex-100,

верхний предел измерения 40 кПа

предельно допускаемое рабочее избыточное давление 25 кПа

выходной сигнал 4-20 mA

· Предел допустимой основной погрешности датчика:

Рm-верхний предел измерений 40 кПа

?р-предел дополнительной абсолютной погрешности эталонного СИ-0,15

?i-предел дополнительной абсолютной погрешности эталонного СИ, контролирующий электрический выходной сигнал датчика- 0,1 mA

Io-нижнее значение выходного сигнала 4 mA

Im-верхнее значение выходного сигнала 20 mA

· Дополнительная погрешность датчика, вызванная изменением температуры окружающего воздуха:

Рв — верхний предел измерений модели 2,5 кПа

· Дополнительная погрешность датчика, вызванная вибрацией:

Дополнительная погрешность датчиков, вызванная воздействием электромагнитных помех, не превышает при воздействии радиочастотного электромагнитного поля (ГОСТ Р 51317.4.3):±0,4%

· Общая погрешность датчика:

Датчик Метран-10-Ех-ДД имеет относительную погрешность. Рассчитаю погрешность в точке 20 mA.

Где I-значение выходного сигнала постоянного тока, полученное экспериментально

Iр-расчетное значение выходного сигнала постоянного тока, определяемое по формуле:

Р-номинальное значение входной измеряемой величины 20 кПа

Рn-нижний предел измерений 1,6 кПа

Вариация а данной точке:

Iпр.х-ток при прямом ходе

Iобр.х-ток при обратном ходе.

Если госн>гд , то прибор не годен,

Если госн?гд , то прибор годен,

Если гг>гд , то прибор не годен,

Если гг?гд , то прибор не годен.

Результат измерения: Прибор годен в данной поверяемой точке измерений.

Использование по назначению

Датчики Метран-100-Ех могут устанавливаться во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок, согласно главе 7.3 ПУЭ и другим нормативным документам, регламентирующим применение электрооборудования во взрывоопасных условиях.

При монтаже датчика Метран-100 следует руководствоваться следующими документами.

правила ПЭЭП (гл. 3.4 «Электроустановки во взрывоопасных зонах»);

инструкция ВСН332-74/ММСС («Инструкция по монтажу электрооборудования, «силовых и осветительных сетей взрывоопасных зон»):

-настоящее РЭ и другие нормативные документы, действующие на предприятии. К монтажу и эксплуатации датчика должны допускаться лица, изучившие настоящее руководство по эксплуатации и прошедшие соответствующий инструктаж.

Перед монтажом датчик должен быть осмотрен. При этом необходимо обратить внимание на маркировку взрывозащиты, предупредительные надписи, отсутствие повреждений как корпуса взрывонепроницаемой оболочки (для датчика Метран-100-Вн). так и измерительного блока, наличие заземляющего зажима на корпусе электронного преобразователя, состояние подключаемого кабеля, наличие средств уплотнения для кабелей и крышек.

Во избежание срабатывания предохранителей в барьере искрозащиты при случайном закорачивании соединительных проводов, заделку кабеля и его подсоединение производить при отключенном питании.

По окончании монтажа должны быть проверены электрическое сопротивление изоляции между объединенными электрическими цепями и корпусом датчика (не менее 20 МОм) и электрическое сопротивление линии заземления — не более 4 Ом.

Параметры линии связи между датчиком и блоком питания должны быть:

Читайте также:  Реле минимального давления воды sauter

-емкость не более 0,125 мкФ;

-индуктивность не более 0,5 мГн.

Линия связи может быть выполнена любым типом кабеля с медными проводами сечением не менее 0,35 мм2 согласно ПУЭ.

При наличии в момент установки датчиков Метран-100-Ех, Метран-100-Вн взрывоопасной смеси не допускается подвергать датчик трению или ударам, способным вызвать искрообразование.

Источник

Абсолютная погрешность преобразования в интеллектуальном датчике давления Текст научной статьи по специальности « Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

Похожие темы научных работ по электротехнике, электронной технике, информационным технологиям , автор научной работы — Грибань М. Е., Когельман Л. Г.

Текст научной работы на тему «Абсолютная погрешность преобразования в интеллектуальном датчике давления»

Грибань М.Е., Когельман Л.Г. АБСОЛЮТНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОМ ДАТЧИКЕ ДАВЛЕНИЯ

Стремительное развитие микроэлектроники и информационных технологий позволяет современной промышленности переходить на новый качественный уровень. Это обусловлено, в том числе, применением перспективного класса средств восприятия и измерения — интеллектуальных датчиков (ИД) [1]. Одной из основных характеристик ИД является погрешность измерения. В работе рассматривается влияние

абсолютной погрешности измерения частоты в каналах «Давление» и «Температура» на термокомпенсированное значение давления,

получаемое при использовании преобразователя давления и температуры кварцевого типа ПДТК-4,0-МР [2] (ПДТК) в составе ИД.

Указанный преобразователь имеет интервал рабочих давлений от 0,04 до 4 МПа с возможностью компенсации температурной

погрешности в интервале рабочих температур (от -40 ^ до +60 °0. ПДТК имеет два частотных

выхода, диапазон частот канала » Давление», согласно [2], равен

500..3100 Гц, канала «Температура» —

350..650 Гц. При разработке

устройства обработки сигналов (УОС) [3] ИД

необходимо знать максимальные абсолютные

погрешности ( ш и измерения частоты в

каждом из каналов, определяющие абсолютную

погрешность вычисления термокомпенсированного

давления. Они должны быть на порядок меньше

паспортной абсолютной погрешности

воспроизведения барочастотной зависимости

зависимость преобразователя давления на основе типовых калибровочных характеристик,

приведённых в [2], представлена следующей

Р1е(х,у) = Р0 + а1-Ftc(x,у) + а2• Ftc(x,у)2 + а3• Р1е(х,у)3 (1) где: Р0, а1 , а2 , а2 — паспортные

коэффициенты, х — значение частоты в канале «Температура», у — значение частоты в канале «Давление», Ftc(x, у) — функция

термокомпенсированной частоты в канале

«Давление» (результат в мм. рт. ст.). При этом,

Ftc(x, у) = у — F0 — C1 • (T(x) — T01) —

-С2 • (Т(х) — Т01)’ — С3 • (Т(х) — Т01)’

где: F0 , С1, С2 , С3 , Т01 — паспортные

коэффициенты, Т (х) — функция преобразования

частоты в канале «Температура» в значение температуры (результат в °0):

T(x) = T0 + K1 • (x — F02) + K2 • (x — F02)2 + +K 3 • (x — F 02)3

Читайте также:  Редукторы давления вод пружинные

Поскольку значения x и у лежат в определённых диапазонах, то для нахождения предельной абсолютной погрешности APtc( x, у)’ следует брать максимальные значения частных дифференциалов формулы (4) в соответствующих диапазонах.

При решении поставленной задачи был использован математический пакет Mathcad 12. Перед тем, как приступить к выбору типовых абсолютных погрешностей аргументов x и у , был произведён анализ инструментальной базы для реализации устройства обработки сигналов с ПДТК. УОС создано на основе микроконтроллера фирмы Microchip PIC18F252 с тактовой частотой не ниже 24МГц, что позволило получить значение образцовой частоты Fref для временного метода [6], равное 6 МГц. Этот метод был выбран, исходя из его меньшей погрешности в указанных диапазонах частот и сравнительно простой аппаратно-программной реализации. При таком подходе абсолютная погрешность измерения частоты в канале «Температура» определяется по формуле:

где: Т0 , К1, К2 , К3 , F02 — паспортные

Исходя из методики измерения давления и

приведённых выше зависимостей, вычисление погрешностей необходимо рассматривать с позиции нелинейных косвенных измерений [4]. Поскольку требуется определить, каковы должны быть

абсолютные погрешности аргументов функции Р(е(х,у) , чтобы абсолютная погрешность функции не превышала заданной величины, применяется

обратная задача теории погрешностей [5]. Однако решение этой задачи осложнено тем, что

применение принципа равных влияний в чистом виде может исказить искомые значения абсолютных погрешностей AFt и AFp .

Для решения сложившейся проблемы

используется метод перебора типовых абсолютных погрешностей аргументов х и у ( AFt и AFp соответственно), в общей формуле погрешности:

где F — значение измеряемой частоты, 16 —

число периодов измерения. Таким образом, AFt в обозначенном диапазоне не больше 0,0044 Гц, при времени измерения не более 0,05с. Аналогичным образом вычисляется абсолютная погрешность измерения частоты в канале «Давление». Повышение точности измерения производится путём увеличения количества периодов измерения (программно — реализация адаптивного подхода). Данный факт актуален, если учесть, что AFp в указанном диапазоне может достигать 0,1001 Гц (при числе периодов равном 16). В рассматриваемой реализации был использован адаптивный подход, при задании AFp Не можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

2. ООО «СКТБ ЭлПА». Паспорт на преобразователь давления и температуры кварцевый тип ПДТК-4,0-

3. Грибань М.Е. Состав и возможности интеллектуальных датчиков. Труды международной научнотехнической конференции «Современные информационные технологии». Пенза: Пензенский

технологический институт, 2003.

4. Рабинович С.Г. Погрешности измерений. — Л.: Энергия. 1978.

5. Демидович Б.П., Марон И.А. Основы вычислительной математики. М., Физматгиз, 1963.

6. Когельман Л.Г., Мольков А.Ф. Выбор алгоритма работы преобразователя частоты в код по

заданному критерию. — Цифровая информационно-измерительная техника: Межвуз. сб. науч. тр. —

Источник

Adblock
detector