Метран-22. Руководство - часть 13

9

8

3

4

6

1

5

2

7

_

+

Рисунок 8 - Схема датчиков Метран-22 моделей 5110, 5120, 5130,

5210, 5220, 5230, 5310, 5320, 5330, 5410, 5420, 5430

53

1.3.15 Аналоговый электронный преобразователь.

1.3.15.1 Схема электрическая принципиальная датчика с аналоговым электронным

преобразователем выполнена на двух платах и содержит следующие функциональные

узлы:

- стабилизатор напряжения (СН);

- стабилизатор тока (СТ);

- усилитель напряжения постоянного тока (УНТ);

- преобразователь напряжения в ток (ПНТ);

- измерительный мост (М);

- усилитель термокоррекции (УТК);

- корректор нелинейности (КН).

Стабилизатор напряжения предназначен для создания стабилизированного

«плюсового» напряжения нужного уровня для питания всех узлов схемы, двухполярного

напряжения для корректировки нуля, а также опорного напряжения для стабилизатора.

Стабилизатор тока необходим для питания измерительного моста стабилизированным

током I

и для его изменения при введении коррекции нелинейности статической

характеристики тензопреобразователя, а также при температурной компенсации

чувствительности тензопреобразователя.

Усилитель напряжения предназначен для плавной и ступенчатой настройки различных

диапазонов выходного сигнала тензопреобразователя при изменении температуры

окружающего воздуха подачей на вход УНТ сигнала с выхода устройства

термокомпенсации.

Ступенчатая регулировка осуществляется за счет изменения сопротивления цепочки

резисторов с помощью переключателя П.

Преобразователь напряжения в ток предназначен для получения на выходе датчика

унифицированного токового выходного сигнала I

.

Измерительный мост служит для формирования сигнала, зависящего от изменения

температуры окружающей среды. Для моста выбрана схема под названием «мост в мосте»,

в которой тензопреобразователь использован в одном плече как тензорезистор,

изменяющий свое сопротивление при изменении температуры.

Устройство термокоррекции служит для усиления сигнала с измерительного моста и

получения на выходе двухполярного сигнала для температурной компенсации смещения

нуля тензопреобразователя и температурной компенсации изменения чувствительности

тензопреобразователя.

Корректор нелинейности предназначен для компенсации нелинейности статической

характеристики тензопреобразователя.

Датчик имеет корректоры для плавной настройки выходного сигнала, корректор «нуля»

3 и корректор «диапазона» 4 (рисунок 9).

1.3.16 В колодке для внешних подключений аналогового электронного

преобразователя для датчиков исполнения АС размещается плата фильтра помех, которая

предназначена для уменьшения чувствительности датчика к электромагнитным помехам в

п

вых

54

сигнальных цепях и цепях питания датчика. Фильтр помех содержит два каскада: каскад

защиты датчика от импульсных помех большой энергии (до 2 кВ в цепи провод-земля и до 1

кВ в цепи провод-провод) и радиочастотный фильтр для защиты от кондуктивных помех

амплитудой до 10 В/м в полосе частот от 150 кГц до 80 МГц. Фильтр помех имеет автономную

клеммузаземления, которая может быть соединена с корпу

сом датчика при помощи

специальной перемычки 13 (рис.6). Каскад защиты от импульсных помех ограничивает

любые поступающие на датчик напряжения на уровне 60-70 В, поэтому измерение

сопротивления изоляции должно проводится напряжением не более 50 В. При

необходимости использования для проверки сопротивления изоляции напряжения более 50

В перемычка заземления фильтра должна быть снята.

Соединение клеммы заземления фильтра с корпусом датчика обеспечивает

максимальное подавление электромагнитных помех. Однако, при подключении нескольких

датчиков к одномублокупитания и при подключении нескольких датчиков к одному

регистриру

ющемуу

стройствус общей точкой заземления нагру

зок, соединение клемм

заземления фильтров с корпусами датчиков может вызвать ухудшение помехоустойчивости

в целом. В этом случае возможно использование датчиков без соединения фильтра помех с

корпусом датчика, при этом рекомендуется экраны линий связи, изолированных от корпусов

датчиков, соединить с клеммой заземления фильтра и заземлить со стороны нагрузки (см.

приложение 5).

1.3.17 Микропроцессорный электронный преобразователь состоит из платы АЦП,

платы микропроцессора и фильтра радиопомех. Кроме того в электронный преобразователь

с кодом МП1 входит ЖКИ-индикатор. Блок схема электронного преобразователя приведена

на рисунке 11.

Плата АЦП состоит из аналогово-цифрового преобразователя и энергонезависимой

памяти.

Плата микропроцессора состоит из микроконтроллера, энергонезависимой памяти,

цифро-аналогового преобразователя, блока регулирования и установки параметров,

стабилизатора напряжения.

Плата АЦП принимает аналоговый сигнал от преобразователя давления: сигнал

измеряемого давления и температуры измеряемой среды и преобразовывает его в

цифровой код. Энергонезависимая память предназначена для хранения коэффициентов

коррекции характеристик преобразователя давления.

Микроконтроллер, установленный на

микропроцессорной плате, принимает

цифровой сигнал от платы АЦП вместе с коэффициентами коррекции, производит

коррекцию и линеаризацию характеристики преобразователя давления и передает его в

цифро-аналоговый преобразователь. Цифро-аналоговый преобразователь преобразует

цифровой сигнал, поступающий с микроконтроллера, в выходной аналоговый токовый

сигнал.

Блок регулирования и установки параметров предназначен для изменения параметров

датчика. Элементами настройки являются кнопочные переключатели и внешняя кнопка 15

(для датчиков исполнения АС) для корректировки начального значения выходного сигнала

55

(рисунок 10).

При помощи кнопочных переключателей управление блока регулирования параметров

и цифрового индикатора можно работать с датчиком в следующих режимах:

1. контроль измеряемого давления;

2. контроль и настройка параметров на объекте;

3. настройка параметров вне объекта;

4. калибровка датчика.

Индикация параметров и символов режимов настроек отображается на дисплее

индикатора.

Таблицы соответствия режимов настройки символам, отображаемым на индикаторе,

приведены в инструкции СПГК.5070.000.00 ИН.

При включении и в процессе измерения датчик давления выполняет диагностику

своего состояния. При включении питания в датчике автоматически проверяется:

- состояние микропроцессора;

- наличие связи с платой АЦП;

- наличие связи АЦП с тензопреобразователем;

- состояние энергонезависимой памяти платы АЦП и платы процессора.

Самодиагностика выполняется во время подготовки процессора датчика к работе

(примерно 1,8 с после включения питания датчика), при этом устанавливается в течение не

более 5 мс выходной ток в соответствии с п. 1.2.37, на индикаторе включены точки.

По окончании процесса запуска процессора при исправном состоянии на выходе

датчика устанавливается ток, соответствующий измеренному давлению (на индикаторе -

значение давления или символы исправного состояния

в соответствии с таблицей 10

раздела 8

СПГК.5070.000.00 ИН).

При обнаружении неисправности на выходе датчика сохраняется значение тока в

соответствии с п. 1.2.37, на индикаторе символы неисправного состояния в соответствии с

таблицей 10 раздела 8 СПГК.5070.000.00 ИН.

В процессе измерения давления программа датчика периодически (1 раз за 5 мин.)

проверяет наличие связи с АЦП и исправность тензопреобразователя. При обнаружении

неисправности устанавливается выходной ток в соответствии с таблицей 10 раздела 8

СПГК.5070.000.00 ИН и символы «

» на цифровом индикаторе. Время установления

сигнала неисправности не превышает 200мс при времени демпфирования 0,2с.

При прерывании питания датчика на время не более 20 мс в датчике сохраняется

режим измерения давления, т. е. не происходит перезапуска процессора датчика, показания

индикатора соответствуют измеряемому давлению и полная самодиагностика не

выполняется. Токовый выходной сигнал датчика во время прерывания питания отсутствует и

устанавливается в соответствии с измеряемым давлением не позднее чем через 5 мс после

восстановления питания.

1.3.18 Для контроля, настройки параметров, выбора режимов работы и калибровки

датчиков используется индикаторное устройство.

Индикаторное устройство может быть установлено в корпусе электронного

ЕЕЕ

56