Проектирование информационно-измерительных систем

Содержание

Задание……………………………………………………………………...……..3

Введение………………………………………………………………………...…4

Описание объекта измерения с постановкой задачи измерения…………7

Разработка структурной схемы ИИC……………………………………...8

Выбор измерительных преобразователей……………………………….10

Выбор промежуточных преобразователей………………………………20

Расчет точности ИИС……………………………………………………..27

Заключение…………………………………………………………………….....29

Список использованных источников…………………………………………...30

Введение

Давление – это физическая величина, характеризующая интенсивность механического воздействия среды на поверхность тела в направлении, перпендикулярном к этой поверхности.Для прямого измерения давления жидкой или газообразной среды с отображением его значения непосредственно на шкале, табло или индикаторе первичного измерительного прибора применяются манометры. Если отображение значения давления на самом первичном приборе не производится, но он позволяет получать и дистанционно передавать соответствующий измеряемому параметру сигнал, то такой прибор называют измерительным преобразователем давления (ИПД) или датчиком давления. Однако возможно и объединение этих двух свойств в одном приборе, который в этом случае называется манометром-датчиком.По принципу действия манометры можно подразделить на следующие: • жидкостные, в которых измеряемое давление уравновешивается гидростатически столбом воды, ртути или другой жидкости соответствующей высоты; • деформационные, в которых давление определяется по величине деформации и перемещения упругого чувствительного элемента (УЧЭ), представляющего собой мембрану, трубчатую пружину или сильфон; • грузопоршневые, в которых измеряемое или воспроизводимое давление гидростатически уравновешивается через жидкую или газообразную среду прибора давлением, создаваемым весом поршня, нагружаемого образцовыми гирями; • электрические, в которых давление определяется на основании зависимости электрических параметров (сопротивления, емкости, заряда, частоты колебаний чувствительного элемента (ЧЭ)) от измеряемого давления. В промышленности при локальных измерениях давлений энергоносителей и других сред в большинстве случаев используются деформационные манометры, использующие одновитковую трубчатую пружину, называемую трубкой Бурдона, для непосредственно показывающих стрелочных приборов или многовитковую пружину – для самопишущих манометров. В настоящее время на смену этим манометрам всё больше приходят электрические манометры с цифровым табло и развитой системой интерфейсов для связи с вычислительно-управляющей техникой.Приборы давления электрические в настоящее время получили достаточно широкое распространение. Эти приборы позволяют точно измерять быстропеременные давления в большом динамическом диапазоне. В основу принципа работы электрических манометров положены различные физические явления, например, изменение сопротивления проводников при воздействии внешнего давления, возникновение электростатических зарядов при деформации некоторых кристаллов в определенном направлении, изменение электрической емкости, явление индукции. В состав этих приборов в обязательном порядке входят соответствующие электрические преобразователи с унифицированным токовым выходом. Пьезоэлектрические манометры. Действие их основано на использовании пьезоэлектрического эффекта, наблюдаемого у ряда кристаллов (кварца, турмалина, сегнетовой соли). Пьезоэлектрические манометры, использующие в качестве чувствительного элемента кристаллы кварца (SiO2 – двуокись кремния), нашли наибольшее практическое применение по сравнению с индикаторами из других кристаллов благодаря существенным достоинствам кварца, который негигроскопичен, обладает большой механической прочностью, хорошими изоляционными качествами и независимостью пьезоэлектрических свойств от температуры в интервале 20–400 °С.Принцип действия манометров сопротивления основан на изменении электрического сопротивления первичных преобразователей при действии на них внешнего давления. Среди этих манометров можно выделить две группы приборов – приборы с упругими чувствительными элементами и без них.Для измерения изменения сопротивления в приборах рассматриваемого типа используются автоматические мосты, а при более точных измерениях – потенциометры. Все манометры сопротивления требуют индивидуальной градуировки.В настоящее время все больше применяются современные общепромышленные электрические преобразователи давления. Это интеллектуальные, со встроенным микропроцессором, интегральные преобразователи с цифровым интерфейсом. Они обладают свойствами диагностики и конфигурирования на расстоянии (установка нуля и диапазона шкалы, выбор технических единиц, ввод данных для идентификации и физического описания датчика), обеспечивают более высокое соотношение измеряемых диапазонов, улучшенную температурную компенсацию, повышенную точность измерения.

Список использованных источников

1. Методы и приборы для измерения давления: учебно-методическое пособие для студентов специальности 1-37 03 02 «Кораблестроение и техническая эксплуатация водного транспорта» / В. В. Кулебякин. – Минск : БНТУ, 2015. – 36 с

2. Методы и средства измерений, испытаний и контроля: учебное пособие. В 5 ч./ А.Г. Дивин, С.В. Пономарев. – Тамбов: Изд-во ГОУ ВПО ТГТУ, 2014. – Ч. 1. – 104 с.

3. Автоматизация технологических процессов: учебник для студ. учреждений сред. проф. образования / В.Ю.Шишмарев. — 7-е изд., испр. — М.: Издательский центр «Академия», 2016. — 352 с.

4. Автоматизация технологических процессов и системы автоматического управления: учебник для среднего профессионального образования/ И.Ф. Бородин, С.А. Андреев. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2024. — 386 с.

5. Информационно-измерительные системы: Учеб. Пособие по практ. занятиям для студ. метролог. и радиотехн. спец. всех форм обучения. В 2 Ч. Ч.1/ А.В. Гусинский, А.М. Кострикин, В.А. Ворошень и др. – Мн.: БГУИР, 2018. – 40 с.

6. Электронный каталог «Измерения давления. Обзор продукта» Siemens URL: https://assets.new.siemens.com/siemens/assets/api/uuid:0127b635-7697-4842-ae2b-95332cd5e313/fi01-2018-ru-sitrans-p.pdf (дата обращения 17.06.2024 г.)

7. Сайт компании Endress+Hauser/ URL: https://www.casc.endress.com/ru/Tailor-made-field-instrumentation/System-Components-Recorder-Data-Manager/RIA45?t.tabId=product-overview (дата обращения 16.06.2024 г.)

8. Сайт компании Техноприбор/ URL: http://www.techno-pribor.ru/aplisens82 (дата обращения 16.06.2024 г.)