Датчик давления Метран-150. Руководство - часть 7

 

27 

          1.3.4 Функционально канал преобразования сигнала измерительного блока 
(рисунок 4) состоит из 

 АЦП,  блока  памяти  АЦП,  микроконтроллера  с  блоком  памяти,  цифро-

аналогового  преобразователя  (ЦАП),  стабилизатора  напряжения,  фильтра 
радиопомех,  блока  защиты  от  переходных  процессов,  блока  регулировки  и 
установки  параметров, HART-модема  для  датчиков  с  кодом  выходного  сигнала 
А.  Кроме  того  в  электронные  преобразователи  входит  ЖКИ – индикатор  (по 
заказу потребителя - код М5). 

Конструктивно  АЦП,  блок  памяти  АЦП  размещаются  на  плате  АЦП, 

которая установлена в сенсоре. 

Остальные  элементы  функциональной  схемы  размещаются  в  корпусе 

электронного преобразователя. 

Электронный  преобразователь  (рисунок 5) размещен  внутри  корпуса 10. 

Корпус  закрыт  крышками 5, 11, уплотненными  резиновыми  кольцами 17. 
Крышки  датчиков  взрывозащищенного  исполнения  стопорятся  скобами 13 с 
установкой пломбы. Датчик имеет клеммную колодку 6 для подсоединения жил 
кабеля, в которой установлен блок защиты от переходных процессов, винт 12 для 
подсоединения  экрана,  в  случае  использования  экранированного  кабеля,  болт 8 
для  заземления  корпуса,  внешнюю  кнопку 15 для  корректировки  начального 
значения выходного сигнала. 

1.3.4.1  Плата  АЦП  принимает  аналоговые  сигналы  измерительного  блока, 

пропорциональные входной измеряемой величине (давлению) (U

р

) и температуре 

(U

t

),  и  преобразовывает  их  в  цифровые  коды.  Энергонезависимая  память 

предназначена для хранения коэффициентов коррекции характеристик сенсора и 
других данных о сенсоре. 

Микроконтроллер,  установленный  на  микропроцессорной  плате 18, 

принимает  цифровые  сигналы  с  платы  АЦП  вместе  с  коэффициентами 
коррекции,  производит  коррекцию  и  линеаризацию  характеристики  сенсора, 
вычисляет  скорректированное  значение  выходного  сигнала  датчика  и  передаёт 
его 

в 

цифро-аналоговый 

преобразователь 

(ЦАП). 

Цифро-аналоговый 

преобразователь 

преобразует 

цифровой 

сигнал, 

поступающий 

с 

микроконтроллера,  в  выходной  аналоговый  токовый  сигнал. HART-модем, 
установленный на микропроцессорной плате, предназначен для выделения HART 
сигнала из токовой петли 4-20 мА и преобразование его в стандартный цифровой 
сигнал,  а  также  для  осуществления  обратной  операции 

−  преобразование 

цифрового сигнала в HART сигнал и замешивание его в токовую петлю. 

Блок  регулирования  и  установки  параметров  предназначен  для  изменения 

параметров датчика. Элементами настройки являются кнопочные переключатели 
(рисунок 5), расположенные под крышкой. 

При  помощи  кнопочных  переключателей  блока  управления  и 

регулирования параметров и цифрового индикатора можно работать с датчиком в 
следующих режимах: 

 
 

 

28 

1.

 

Контроль измеряемого давления; 

2.

 

Контроль и настройка параметров; 

3.

 

Калибровка датчика. 

Параметры и символы режимов настроек датчика отображаются на дисплее 

индикатора. Таблицы соответствия режимов настройки символам, отображаемым 
на индикаторе, приведены в таблице К.1.1. 

В  датчиках  с  кодом  выходного  сигнала  А  настройка  датчиков  может 

осуществляется по цифровому каналу связи. 

Для  контроля,  настройки  параметров,  выбора  режимов  работы  и 

калибровки датчиков при помощи кнопочных переключателей блока управления 
и регулирования параметров используется индикаторное устройство. 

Индикаторное устройство может быть установлено в корпусе электронного 

преобразователя  и  подключено  к  плате  микропроцессорного  электронного 
преобразователя  (код  заказа  М5).  Дисплей  индикатора  имеет  три  строки: 
графическую, матричную и цифровую 4,5 – разрядную. 

Индикаторное  устройство  может  быть  выполнено  в  виде  отдельного 

устройства – выносной индикатор (ВИ) и подключаться с помощью разъема. 

На  дисплее  индикатора  датчика  или  на  дисплее  ВИ  или HART-

коммуникатора  в  режиме  измерения  давления  отображается  величина 
измеряемого  давления  в  цифровом  виде  в  установленных  при  настройке 
единицах измерения или в процентах от диапазона изменения выходного сигнала. 

При установлении в датчике процентов от диапазона изменения выходного 

сигнала  в  режиме  измерения  на  дисплее  индикатора  каждые  6с  выводится 
поочередно  выходные  значения  либо  в  процентах  от  диапазона  изменения 
выходного сигнала либо в физических единицах. 

При  включении  и  периодически  в  процессе  измерения  давления  датчик 

выполняет  диагностику  своего  состояния.  При  включении  питания  в  датчике 
автоматически проверяется: 

- состояние микропроцессора; 
- наличие связи с платой АЦП; 
- состояние энергонезависимой памяти платы АЦП и платы процессора. 
Самодиагностика  выполняется  во  время  подготовки  процессора  датчика  к 

работе  (примерно 2 с  после  включения  питания  датчика).  Во  время 
самодиагностики  устанавливается  выходной  ток  в  соответствии  с  таблицей 8 и 
индикатор  высвечивает  все  свои  сегменты  в  течение 180мс,  через 500мс  все 
сегменты гаснут, на индикаторе формируется сообщение «ТЕСТ» и на цифровом 
поле отображается число «0000». 

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. 7). 

 

29 

При обнаружении неисправности на выходе датчика сохраняется значение 

тока  в  соответствии  с  таблицей 8, на  индикаторе  символы  неисправного 
состояния в соответствии с таблицей 7. 

В процессе измерения давления программа датчика периодически (1 раз за 

5 мин) проверяет наличие связи с АЦП и исправность сенсора. При обнаружении 
неисправности  устанавливается  выходной  ток  в  соответствии  с  таблицей 8 и 
символы  на  цифровом  индикаторе  в  соответствии  с  таблицей 7. Время 
установления  сигнала  неисправности  не  превышает 200 мс  при  времени 
демпфирования 0,045с.  

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

сохраняется  режим  измерения  давления,  т.е.  не  происходит  перезагрузка 
процессора  датчика,  показание  индикатора  соответствует  измеряемому 
давлению.  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 датчика. 

Электрическая 

схема 

электронного 

преобразователя 

позволяет 

осуществлять контроль выходного токового сигнала без разрыва сигнальной цепи 
при  помощи  миллиамперметра,  подключенного  к  клеммам  тест «+» и «-» 
клеммной колодки (рисунок 5). Погрешность тестирования выходного сигнала не 
превышает минус 0,1% от диапазона изменения выходного сигнала. 

1.3.4.2 Общие сведения о коммуникаторе HART 
Ручной коммуникатор HART представляет собой портативный контроллер 

и осуществляет обмен данными с любым устройством, поддерживающим HART 
протокол, при подсоединении к любым клеммам цепи 4-20 мА при условии, что 
сопротивление  нагрузки  между  коммуникатором  и  источником  питания 
составляет  не  менее 250 Ом.  Коммуникатор  использует  принцип  частотной 
модуляции  для  передачи  цифрового  сигнала.  Эта  технология  заключается  в 
наложении  высокочастотного  цифрового  коммуникационного  сигнала  на 
стандартный токовый сигнал датчика 4-20 мА. 

Электрическая  схема  подсоединения  коммуникатора  к  устройству, 

поддерживающему HART-протокол, приведена в приложении Г. 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

30 

 

 1.4 

Маркирование и пломбирование 

1.4.1 На прикрепленной к датчику табличке должны быть нанесены 

следующие знаки и надписи: 

-

 

товарный знак предприятия-изготовителя; 

-

 

знак утверждения типа средств измерений по ПР 50.2.009; 

-

 

наименование датчика; 

-

 

модель; 

-

 

код диапазона; 

-

 

степень защиты по ГОСТ 14254; 

-

 

предел измерений Р

max

; 

-

 

порядковый  номер  датчика  по  системе  нумерации  предприятия-
изготовителя; 

-

 

предельно  допускаемое  рабочее  избыточное  давление  с  указанием 
единицы измерения для датчиков разности давлений и датчиков уровня; 

-

 

год и месяц выпуска; 

-

 

напряжение питания; 

-

 

выходной сигнал, мА; 

-

 

ГОСТ 22520; 

-

 

надпись «Сделано в России». 

1.4.2 

На 

отдельной 

табличке, 

прикрепленной 

к 

датчику 

взрывозащищенного  исполнения,  выполнена  маркировка  по  взрывозащите  по 
ГОСТ  Р 51330.0, ГОСТ  Р 51330.10, указан  диапазон  значений  температуры 
окружающей  среды (t

a

).  На  крышках  электронного  преобразователя  датчиков  с 

видом  взрывозащиты  «взрывонепроницаемая  оболочка»  имеется  надпись 
«Открывать, отключив от сети». 

1.4.3  На  корпусе  электронного  преобразователя  рядом  с  зажимом  для 

заземления имеется знак заземления. 
Наличие на корпусе сенсора знаков "+" и "-" означает маркировку мест подвода 
измеряемой величины. 
В  датчиках  модели 150CD знак "+" соответствует  месту  подвода  измеряемого 
давления  или  большего  из  измеряемых  давлений,  а  знак "-" маркирует  камеру, 
сообщающуюся со статическим давлением, или камеру для подвода меньшего из 
измеряемых давлений. 
Сенсоры  датчиков  кислородного  исполнения  маркированы  знаком  «К».  На 
крышках  электронного  преобразователя  датчиков  Метран-150  кислородного 
исполнения имеется надпись «Кислород. Маслоопасно». 

1.4.4  Винт,  предохраняющий  скобу  у  взрывозащищенных  датчиков, 

пломбируется ОТК предприятия-изготовителя. 

1.4.5  В  электронном  преобразователе  доступ  к  кнопке  «

» (рисунок 5) 

закрыт накладкой, опломбированной ОТК.