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 Pсерії 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 НАRТ – комунікацію, здійснюється проміжне під’єднання НАRТ – модему 7безпо-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= Р, де Р - перепад тиску на звужуючому пристрої.