Назначение
Датчики избыточного давления СТЭК-1 (СТЭК-1Х) (далее - датчики) предназначены для непрерывного преобразования значения измеряемого параметра -избыточного давления в унифицированный выходной сигнал тока или напряжения.
Описание
Принцип действия датчиков основан на тензорезистивном эффекте. Основным элементом, определяющим метрологические характеристики датчиков, является мембрана на основе термокомпенсированного тензомоста, обладающая долговременной стабильностью. В результате воздействия измеряемого давления на мембрану изменяется сопротивление тензомоста, что приводит к появлению выходного электрического сигнала. Обработка этого сигнала осуществляется с помощью специальной программируемой прецизионной КМОП интегральной микросхемы типа ASIC с хранением данных в СППЗУ и аналоговым выходным сигналом. Градуировочная таблица датчика заносится в СППЗУ микросхемы ASIC на предприятии-изготовителе. Долговременная стабильность параметров используемых компонентов позволяет датчикам сохранять их метрологические характеристики в течение всего срока эксплуатации без изменения градуировочной таблицы.
Датчики представляют собой моноблочную конструкцию, заключенную в стальной герметичный корпус. На одном торце корпуса расположен резьбовой штуцер с гайкой «под ключ» для подсоединения к магистрали измеряемого давления, на другом - расположен электрический разъем или кабель для подключения внешних электрических цепей.
Датчики применяются в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в качестве первичных преобразователей при измерении избыточного давления жидких и газообразных сред, совместимых с нержавеющей сталью.
Датчики избыточного давления СТЭК-1Х могут работать во взрывоопасных зонах. Маркировка взрывозашиты - 0ExiaIICT4.
Датчики имеют несколько модификаций, отличающихся диапазоном измерений, классом точности, видом выходного унифицированного сигнала и диапазоном рабочих температур.
Фотография общего вида приведена на рисунке 1.
Рисунок 1
Технические характеристики
Номинальная статистическая характеристика датчиков:
Y - Y
Y = B^---— x P + Y,
PH B
где Р - значение измеряемого избыточного давления, в МПа (кгс/см2);
Y,Yн,Yв - значение выходного сигнала датчика, соответствующее значению измеряемого избыточного давления Р, нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала, соответственно, в мА - для датчиков с токовым выходным сигналом или в В - для датчиков с выходным сигналом по напряжению;
РВ - верхний предел измерений избыточного давления.
Примечание - Нижний предел измерений датчика соответствует нулевому значению избыточного давления.
Верхний предел измерений избыточного давления соответствует ряду:
МПа 0,6; 1,0; 1,6; 2,5;
(кгс/см2) (6; 10; 16; 25).
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, пределы допускаемой приведенной погрешности нелинейности, вариация и пульсация выходного сигнала датчика для различных классов точности представлены в таблице 2.
Таблица 2
| Класс точности датчика | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % | Пределы допускаемой приведенной погрешности нелинейности, % | Вариация выходного сигнала датчика, в % от диапазона изменения выходного сигнала | Пульсация выходного сигнала датчика, в % от диапазона изменения выходного сигнала |
| 0,25 | ± 0,25 | ± 0,15 | ± 0,1 | 0,2 |
| 0,5 | ± 0,5 | ± 0,2 | ± 0,15 | 0,25 |
| 1,0 | ± 1,0 | ± 0,25 | ± 0,2 | 0,25 |
Примечания:
1 Нормирующим значением для метрологических характеристик является диапазон изменения выходного сигнала датчика.
2 Пульсация выходного сигнала тока нормируется при нагрузочном сопротивлении 250 и 1000 Ом для датчиков с верхними предельными значениями выходного сигнала 20 и 5 мА, соответственно.
3 Погрешность нелинейности датчика нормируется в диапазоне от Р2 до верхнего предела измерений РВ избыточного давления, при этом значение Р2 определяется в
зависимости от РВ по таблице 3.
Таблица 3
| Р В, МПа, (кгс/см2) | 0,6(6) | 1,0(10) | 1,6(16) | 2,5(25) |
| Р2, МПа, (кгс/см2) | 0,1(1) | 0,2(2) | 0,2(2) | 0,5(5) |
Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (23 ± 2) оС на каждые 10 оС, в диапазоне температур:
а) свыше минус 20 до 60 оС
- для датчиков класса точности 0,25 ± 0,1 %;
- для датчиков класса точности 0,5 ± 0,2 %;
- для датчиков класса точности 1,0 ± 0,6 %;
б) от минус 60 до минус 20 оС (для СТЭК-1) и от минус 40 до
минус 20 оС (для СТЭК-1Х)
- для датчиков класса точности 0,25 ± 0,25 %;
- для датчиков класса точности 0,5 ± 0,45 %;
- для датчиков класса точности 1,0 ± 0,9 %;
в) свыше 60 до 120 оС (для СТЭК-1) и свыше 60 до 85 оС (для СТЭК-1Х)
- для датчиков класса точности 0,25 ± 0,2 %;
- для датчиков класса точности 0,5 ± 0,35 %;
- для датчиков класса точности 1,0 ± 0,5 %.
Примечание - В соответствии с требованиями Заказчика, пределы дополнительной температурной погрешности могут быть установлены ± 0,15 % на каждые 10 оС в диапазоне температур от минус 10 до 110 °С.
Диапазон изменения выходного сигнала: - постоянного тока:
при 3-х или 4-х проводной схеме подключения (0 - 5) мА;
при 2-х проводной схеме подключения (4 - 20) мА;
- постоянного напряжения (3-х проводная схема подключения) (0,5 - 5,5) В.
Примечание - Диапазон изменения выходного сигнала датчика может отличаться от указанного и устанавливаться в зависимости от требований Заказчика.
Электрическое питание датчиков осуществляется от источника постоянного тока напряжением в диапазоне от 9 до 42 В, за исключением 4-х проводного варианта СТЭК-'1-'1,0-05-0,5^-М20/1,5, напряжение питания которого должно находиться в диапазоне от 18 до 42 В.
Ток потребления, не более:
15 мА;
25 мА;
10 мА.
(Епит - 9 В) / 5 мА;
(Епит - 9 В) / 20 мА;
не менее 2000;
(Епит - 18 В) / 5 мА,
- датчика с выходным сигналом (0 - 5) мА
- датчика с выходным сигналом (4 - 20) мА
- датчика с выходным сигналом (0,5 - 5,5) В Нагрузочное сопротивление, Ом:
- для датчика с выходным сигналом (0 - 5) мА
- для датчика с выходным сигналом (4 - 20) мА
- для датчика с выходным сигналом (0,5 - 5,5) В
- для четырехпроводного датчика
СТЭК-1-1,0-05-0,5^-М20х1,5
где Епит - напряжение питания датчика, В.
Изменение значения выходного сигнала датчика, вызванное плавным изменением напряжения питания от 9 до 42 В или от 18 до 42 В для 4-х проводного варианта, не более ± 0,05 % от диапазона изменения выходного сигнала.
Время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении измеряемой величины, составляющем 90 % диапазона измерений, не более 5 с.
Время готовности датчика к работе с момента включения питания не более 10 с.
Масса, не более 0,22 кг.
Габаритные размеры, не более 0 38x140 мм.
Средняя наработка на отказ, не менее 400000 ч.
Назначенный срок службы, не менее 15 лет.
Устойчивость датчика к механическим воздействиям
по ГОСТ Р 52931-2008 исполнение N4.
Степень защиты оболочки датчиков по ГОСТ 14254 IP65.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносят на эксплуатационную документацию типографским способом и на табличку, прикрепленную к корпусу датчика, в виде стикера.
Комплектность
В комплект поставки входят:
- датчик избыточного давления * 1 шт.
- руководство по эксплуатации 1 экз.**
- формуляр 1 экз.
Примечание:
* - В комплекте с уплотнительной шайбой и соответствующей кабельной розеткой; модификация датчика согласно заказа.
* * - При поставке датчика в один адрес высылается один экземпляр руководства на каждые 10 шт. изделий, если иное не оговорено в заказе.
Поверка
осуществляется по документу 406222.001 РЭ «Датчик избыточного давления СТЭК-1 (СТЭК-1Х). Руководство по эксплуатации», согласованному в части раздела «ПОВЕРКА» руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Пензенский ЦСМ» 30 сентября 2010 г.
Перечень основных рекомендуемых средств поверки:
- манометр избыточного давления грузопоршневой МП-60, (№ 16026-97 в Госреестре СИ), диапазон давлений до 6 МПа, класс точности 0,02;
- магазин сопротивлений Р 4831 (№ 6332-77 в Госреестре СИ), диапазон сопротивлений от 0,001 до 99999,999 Ом, класс точности 0,02/1,5x10-6;
- прибор комбинированный цифровой Щ300, (№ 7011-79 в Госреестре СИ), верхние пределы измерений 10 и 100 мА, основная погрешность ± [0,1+0,02(1к/1 - 1)] %;
- источник питания постоянного тока Б5-78/2, (№ 29625-05 в Госреестре СИ), диапазон выходного напряжения от 0 до 50 В, погрешность ± 0,3 В.
Сведения о методах измерений
М етодика измерений приведена в разделе 2 руководства по эксплуатации.
Нормативные документы
1 ГОСТ Р 8.802-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.
2 ТУ 4212-001-12002406-2009 «Датчики избыточного давления СТЭК-1. Технические условия».
