Практическая работа с датчиками температуры

Областное государственное автономное профессиональное образовательное учреждение  «Валуйский индустриальный техникум» Рассмотрено:                                                              Утверждаю: на заседании ЦМК                                                     зам. директора по УПР Протокол №__ от ___________                               ____________Иванков А.Н. Председатель __________ Топычканов Д.Г.                                    УЧЕБНОЕ ПОСОБИЕ К ВЫПОЛНЕНИЮ ПРАКТИЧЕСКИХ РАБОТ ПО ПРАГРАММЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРАКТИКИ ПМ.03   Сборка,   настройка   и   регулировка   контрольно   измерительных приборов и средств автоматики. по   профессии   15.01.20  Слесарь   по   контрольно­измерительным   приборам   и автоматике Разработчик: Грузин А.С. мастер п/о ОГАПОУ «Валуйский индустриальный техникум». г. Валуйки 2016г. Практическая работа №___ «Цифровые приборы для измерения температуры, датчики температуры ( термосопротивление, термопара )» 1.       Цель   работы:   научиться применять на практике полученные ранее знания   по   принципу   работы   датчиков   измеряющих   температуру, научиться   подключать   датчики   температуры   к   цифровым измерительным   приборам,   юстировать приборы.    настраивать   приборы, 2.       Краткое описание   датчиков температуры:   Термосопротивление   ТСМ­50м:   медные термометры сопротивления типа ТСМ­50М и ТСМ­100М   применяются   для   измерения температуры исследуемой среды в пределах от ­200 до +180 0С. Эти приборы разработаны различных для   Например, производственных   процессах. медные термосопротивления   широко распространены и пищевой перерабатывающей  промышленности. использования в в               ТСМ­50М   и   ТСМ­100М   имеют   несколько   модификаций,   имеющих   разные характеристики   по   нескольким   признакам.   Так,   медные   термометры сопротивления   обладают   тремя   типами   присоединения:   для   этого используются 2­, 3­ или 4­проводные схемы. На приборах даттый тип датчика обозначается значком: Следующий не менее распространенный датчик температуры термопара. Термоэлектрические   преобразователи   (теропары),   изготавливаемые   из термопарного кабеля. Диапазон   измеряемых   температур   по   ГОСТ   6616­94: КТХА   ­   термопара   ХА   (хромель­алюмель)               от   ­40   до   1200оС (кратковременно 1300) КТНН   ­   термопара   НН   (нихросил­нисил)                 от   ­40   до   1200оС до (кратковременно 1300) КТЖК   ­   термопара   ЖК   (железо­константан)           от   ­40   до   750оС (кратковременно до 800)  до     Однако,   рабочий   диапазон   температур   термопреобразователей   (термопар) также   определяется   жаростойкими   и   жаропрочными   свойствами, коррозионной   стойкостью   материала   оболочки   термопарного   кабеля   или защитного чехла. На схеме данный тип датчика обозначается   ­ Напомним что каждый из датчиков работает по своему принципу исходя из своего устройства. Термометры сопротивления меняют свое сопротивление в   зависимости   от   температуры.   А   термопара   под   действием   температур вырабатывает   термо­ЭДС,   поэтому   при   проверке   целостности   датчиков   и юстировке приборов обязательно обратите на это внимает. Ниже в таблицах приведены некоторые параметры датчиков. Тр, °C Тн, тип ТП °C КТНН от   ­40   до 600 материал   защитной оболочки С321 ­ сталь AISI 321 защитной   диаметр оболочки, d, мм 1,5; 2; 3; 4.5; 6 700 С316­ сталь AISI 316 1,5; 2; 3; 4.5; 6 1,5; 2 Т310 ­   сталь   AISI   310,  Т600 ­ сплав Inconel 600 3 800 от   ­40   до 900 от   ­40   до 900 от   ­40   до 1000 от   ­40   до 1100 от   ­40   до 1150 от   ­40   до 1250 800 900 1000 1000 1100 4.5; 6 3 4.5; 6 0,5; 1 Т740 ­ сплав Alloy 740 от   ­40   до 700 ­ С321 ­   сталь   AISI   321,  С316­   сталь   AISI   316,  Т600 ­ сплав Inconel 600 КТХА КТЖК от   ­40   до 800 от   ­40   до 900 от   ­40   до 900 от   ­40   до 1000 от   ­40   до 1100 от   ­40   до 450 от   ­40   до 550 от   ­40   до 650 от   ­40   до 750 600 С321 ­ сталь AISI 321 1,5; 2; 3; 4.5; 6 700 С316­ сталь AISI 316 1,5; 2; 3; 4.5; 6 700 800 900 350 450 550 650 1,5; 2 Т310 ­   сталь   AISI   310,  Т600 ­ сплав Inconel 600, Т446 ­ сталь AISI 446 3 С321 ­   сталь   AISI   321, С316­ сталь AISI 316 4.5; 6 2 3 4.5 6 КТХК от   ­40   до 450 С10 ­ сталь 12Х18Н10Т 1,5; 3; 4; 5 600 Условное обозначение НСХ 100М 50М 100П 50П Pt100 Материал Медь Медь Платина Платина Платина R0, Ом 100 50  100 50 100 W100 1,428 1,428 1,391 1,391 1,385 Допустимый диапазон температур, °С ­200…180 ­200…180 ­200…750 ­200…750 ­200…750 Градуировочные таблицы: ГОСТ   Р   8.585­2001   ­   Преобразователь   типа   ТХА   (K),   характеристика преобразования ХА (К) (­200…+1300 °С) Температура раб. конца, °C Термо­ЭДС, мВ ­200 ­150 ­100 ­50 0 50 100 ­5,891 ­4,913 ­3,554 ­1,889 0,000 2,023 4,096 150 200 250 300 350 400 450 500 520 540 560 580 600 6,138 8,138 10,153 12,209 14,293 16,397 18,516 20,644 21,497 22,350 23,203 24,055 24,905 ГОСТ 6651­2009 ­ НСХ Термопреобразователи типа ТСМ 50М Термопреобразователь ТСМ 50М Температура раб. конца, °C Сопротивление, Ом ­100 ­90 ­80 ­70 ­60 ­50 ­40 ­30 ­20 ­10 0 10 28,265 30,505 32,695 34,875 37,055 39,225 41,39 43,55 45,705 47,855 50 52,14 20 30 40 50 60 70 80 90 100 54,28 56,415 58,555 60,695 62,835 64,97 67,11 69,25 71,39 3.       Краткое описание вторичных приборов для подключения датчиков температуры.  В   качестве   приборов   взяты   измерители,   измерители   регуляторы   и   ПИД регуляторы   фирмы   ОВЕН,   но   с   данным   типом   датчика   могут   работать   и другие приборы широко представленные на рынке фирмами Siemens, Элемер, Дженерал Электрик и др. Основные функции измерителя двухканального ОВЕН 2ТРМ0  Два   универсальных   входа для   подключения   широкого   спектра датчиков температуры, давления, влажности, расхода, уровня и т. п.;  Цифровая   фильтрация   и   коррекция входного сигнала, масштабирование шкалы для аналогового входа;  Вычисление и индикация квадратного корня из   измеряемой   величины   (например,   для регулирования мгновенного расхода);  Вычисление   разности   двух   измеряемых величин (ΔТ = Т1 – Т2);  Индикация   текущих   значений   измеренных величин   Т1,Т2   или   их   разности   на встроенном 4­х разрядном светодиодном цифровом индикаторе; Импульсный источник питания 90...245 В 47...63 Гц; Встроенный источник питания 24 В для активных датчиков во всех модификациях прибора; Программирование кнопками на лицевой панели прибора; Сохранение настроек при отключении питания; Защита настроек от несанкционированных изменений;       Назначение измерителя 2ТРМ0  Измеритель   2ТРМ0   предназначен   для   измерения   температуры теплоносителей и различных сред в холодильной технике, сушильных шкафах,   печах   различного   назначения   и   другом   технологическом оборудовании, а также для измерения других физических параметров (веса, давления, влажности и т. п.).  Класс   точности   0,5   (термопары)/0,25   (другие   типы   сигналов). Регулятор выпускается в корпусах 5 типов: настенном Н, монтаж на Дин­рейку Д и щитовых Щ1, Щ11, Щ2. УКТ38­В   измеритель   температуры   8­канальный   с   аварийной сигнализацией и встроенным барьером искрозащиты     контроля температуры Устройство восьмиканальное с аварийной сигнализацией и встроенным   барьером   искрозащиты ОВЕН УКТ38­В   предназначено   для   контроля температуры   зонах одновременно   (до   8­ми)   и   аварийной сигнализации   о   выходе   любого   из контролируемых   параметров   за   заданные пределы, а также для их регистрации на ПК.   нескольких   в Функциональные возможности прибора         Контроль температуры в нескольких зонах одновременно (до 8­ми) Восемь входов* для измерения температуры с помощью датчиков: o термопреобразователей   сопротивления   типа   ТСМ   50М или ТСП 50П; термопреобразователей сопротивления типа ТСМ 100М o или ТСП 100П, Pt 100; термопар ТХК(L), ТХА(K). o Аварийная сигнализация или отключение установки при: o выходе любой из контролируемых величин за заданные пределы; выходе датчиков из строя. o Барьер   искрозащиты   для   линий   связи   прибора   с   датчиками (маркировка взрывозащиты [Ех ib Gb] IIB) Индикация измеренных величин и заданных для них уставок на двух встроенных индикаторах Программирование кнопками на лицевой панели прибора Сохранение заданных параметров при отключении питания Регистрация   контролируемых   параметров   на   ЭВМ   через   адаптер сети ОВЕН АС2 по интерфейсу RS­232 ТРМ1 измеритель­регулятор одноканальный Основные функции измерителя­регулятора ОВЕН ТРМ 1   Вычисление   и   индикация   квадратного   корня   из   измеряемой величины (например, для регулирования мгновенного расхода) Выходной   сигнал   тока   4...20   мА   для   регистрации   измеренной величины (модификация по типу выхода И)  Универсальный   вход   для   подключения   датчиков   влажности, широкого   температуры, расхода, уровня и т. п.   давления, спектра  Регулирование   входной   величины:  ­   двухпозиционное   регулирование. ­ аналоговое П­регулирование.  Цифровая   фильтрация   и   коррекция входного   сигнала,   масштабирование шкалы для аналогового входа       Возможность управления трехфазной нагрузкой (модификация по типу выхода С3) Универсальный   источник   питания.   Позволяет   запитывать   прибор как от источника переменного напряжения 90…264В (номинал 220В), так   и   от   источника   постоянного   напряжения   20…375В   (номинал 24В). Встроенный   источник   питания   24   В   для   активных   датчиков, выходных аналоговых устройств (ЦАП) и др. Программирование кнопками на лицевой панели прибора Сохранение настроек при отключении питания Защита настроек от несанкционированных изменений  Назначение терморегулятора ОВЕН ТРМ 1  Терморегулятор ОВЕН   ТРМ   1   предназначен   для   измерения, регистрации или регулирования температуры теплоносителей и различных сред   в   холодильной   технике,   сушильных   шкафах,   печах   различного назначения   и   другом   технологическом   оборудовании,   а   также   для измерения других физических параметров (веса, давления, влажности и т. п.). ТРМ10 ПИД­регулятор одноканальный   ОВЕН   Терморегулятор ТРМ10 предназначен   для   измерения   температуры или   другой   физической   величины   (веса, давления, влажности и т. п.), импульсного или аналогового управления нагрузкой по пропорционально­интегрально­ дифференциальному(ПИД) закону, а также для   формирования   дополнительного сигнала, который может быть использован для   сигнализации   о   выходе   параметра   за границы   или   для установленные   двухпозиционного регулирования. Прибор   ОВЕН   ТРМ10   рекомендуется   применять   для   управления объектами,   обладающими   повышенной   инерционностью,   где   обычное двухпозиционное регулирование не обеспечивает необходимую точность. При   использовании   в   качестве   терморегулятора   ОВЕН   ТРМ10   может управлять как процессом нагрева, так и процессом охлаждения объекта. Главные преимущества нового ПИД­регулятор ТРМ10 Улучшенная  помехоустойчивость Повышенная  надежность Повышенная точность  измерений Увеличенный  межповерочный  интервал Увеличенный срок  гарантии Улучшенные  показатели  климатического  исполнения Универсальный вход Все возможные типы  выходных устройств Расширенный диапазон  напряжений питания Встроенный источник  питания 24 В во всех  модификациях нового  ПИД­регулятора  ТРМ10 Усовершенствованная  математическая модель ПИД­регулятора Современный алгоритм  автонастройки ПИД­ регулятора новый ПИД­регулятор ТРМ10 полностью соответствует  требованиям ГОСТ Р 51522 (МЭК 61326­1) по  электромагнитной совместимости для оборудования класса А  (для промышленных зон) с критерием качества  функционирования А наработка на отказ составляет 100 000 часов погрешность измерений не превышает 0,15 % (при классе  точности 0,25/0,5) межповерочный интервал – 3 года гарантийный срок обслуживания нового ТРМ10 составляет 5  лет допустимый диапазон рабочих температур от –20 до +50 °С прибор поддерживает все наиболее распространенные типы  датчиков Р – э/м реле К – транзисторная оптопара С – симисторная оптопара С3 – три симисторные оптопары И – ЦАП «параметр – ток 4...20 мА» У – ЦАП «параметр – напряжение 0...10 В» Т – выход для управления твердотельным реле 90...245 В частотой 47...63 Гц для питания активных датчиков, выходных аналоговых  устройств (ЦАП) или других низковольтных цепей АСУ новый ПИД­алгоритм регулирования высокая эффективность автонастройки Основные функции ПИД­регулятора ОВЕН ТРМ10 Универсальный   вход   для   подключения   широкого   спектра   датчиков температуры, давления, влажности, расхода, уровня и т. п. ПИД­регулирование измеренной величины с использованием «нагревателя» или «холодильника» Автонастройка   ПИД­регулятора   по   современному   эффективному алгоритму Дополнительный выход для сигнализации о выходе регулируемой величины за установленные границы (или для двухпозиционного регулирования) Регулирование   мощности   (например,   для   управления   инфракрасной лампой)   в   модификации   с   аналоговым   выходом   4...20   мА,   совместно   с прибором ОВЕН БУСТ Возможность управления трехфазной нагрузкой Выходной   сигнал   тока   4...20   мА   для   регистрации   измеренной   величины (модиф. по типу выхода И) Возможность управления трехфазной нагрузкой (модиф. по типу выхода С3) Импульсный источник питания 90...245 В 47...63 Гц Встроенный   источник   питания   24   В   для   активных   датчиков,   выходных аналоговых устройств (ЦАП) и др. Программирование кнопками на лицевой панели прибора Сохранение настроек при отключении питания Защита настроек от несанкционированных изменений 4.       Подключение датчиков, приборов, настройка приборов. Для настройки каждого из приборов, учащемуся выдается инструкция по эксплуатации именно того прибора который он настраивает и подключает, наличие   необходимого   инструмента,   монтажные   провода.   Ознакомиться   с инструкцией   по   эксплуатации   прибора,   наличием   входного   и   выходного каскада. Определиться с каким/какими датчиками работает данный прибор, его возможности и для чего он предназначен. Соединение   прибора   с   источником   питания   (сетью)   и   датчиком производится по соответствующим схемам, приведенным в Приложении Б, с соблюдением изложенной ниже последовательности действий:  1. Подключить прибор к источнику питания;  2.   Подать   питание,   выставить   код   типа   датчика   и   режим   работы устройства   сравнения,   а   также   необходимые   уставки   регулирования   (см. Приложение В), затем снять питание;  3.   Подключить   линию   связи   «прибор   –   датчик»   к   первичному преобразователю и входу прибора;  4.   Подключить   линии   связи   «прибор   –   нагрузка»   к   исполнительным механизмам и выходу прибора; Внимание! Для защиты входных цепей прибора от возможного пробоя зарядами статического электричества, накопленного на линиях связи «прибор – датчик» перед подключением к клеммнику прибора, их жилы следует на 1… 2   сек   соединить   с   винтом   заземления   щита.   45   После   подключения   всех необходимых связей подать на прибор питание, после чего прибор перейдет в режим   РАБОТА.   При   исправности   датчика   и   линии   связи   на   цифровом индикаторе   отобразится   текущее   значение   измеряемой   величины.   Если показания   прибора   не   соответствуют   реальному   значению   измеряемой величины, необходимо проверить исправность датчика и целостность линии связи, а также правильность их подключения. Параметры настройки приборов ( входные параметры для компараторов, и выходные параметры ) выдаются отдельно преподавателем и являются индивидуальным для каждого из учащихся. 5.   Порядок выполнения работы по поверке вторичных приборов для измерения температуры. 1. Изучить описание измерительных приборов. 2.     Подключить   питание   прибора   в   соответствии   с   инструкцией   по эксплуатации. Произвести настройку прибора на работу с данным типом датчика,   указав   в   соответствующих   настройках   прибора   необходимые параметры   и   тип   датчика.   Обратите   внимание,   что   некоторые   приборы работают ТОЛЬКО с определенным типом датчиков.  3. Подключить датчик температуры в соответствии с выбранным типом и схемой подключения.  3. Включите прибор и сравните показания прибора с эталонным прибором, выяснить   есть   ли   разница   в   показаниях.     Если   таковые   имеются,   но необходимо   произвести   поверку   вторичных   приборов   и   произвести корректировку   показания   прибора   при   помощи   сдвига   характеристик показания прибора. Если тип датчика термометр сопротивления, то для поверки используйте эталонное сопротивление с классом точности 0,05% номиналом 50 Ом подключив его вместо датчика температуры. Внесите корректировку в показания прибора. Подключите датчик снова и сверьте   показания   с   эталонным   прибором.   Если   необходимо   повторите повторно поверку по эталонному сопротивлению. 4. Отчитаться о проделанной работе. Ответить   на   вопрос   –   может   ли   влиять   на   показание   приборов   длинна провода соединяющая датчик и вторичный прибор ? если да то как ?