Назначение
Датчики температуры моделей RTT15, RTT20, RTT30, RTT80 (далее - датчики температуры или датчики) предназначены для измерений температуры жидких и газообразных сред путем преобразования сигнала, поступающего с первичного термопреобразователя (далее - сенсора) на измерительный преобразователь (далее - ИП), в унифицированный токовый сигнал 4+20 мА, а также в цифровой сигнал для передачи по протоколам HART, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, FISCO.
Описание
Принцип действия датчиков основан на преобразовании сигнала сенсора в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4+20 мА с наложенным на него цифровым частотно-модулированным сигналом в стандарте HART, либо в стандартный выходной сигнал с цифровым протоколом FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA. Сигнал с сенсора поступает на вход ИП, где преобразуется с помощью аналоговоцифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал. Дискретный сигнал обрабатывается с помощью микропроцессорного преобразователя (МП). С выхода МП дискретный сигнал поступает либо на модулятор цифрового протокола FOUNDATION Fieldbus/PROFIBUS PA, либо на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал 4+20 мА. ИП с токовым выходным сигналом 4+20 мА, также содержит частотный модулятор HART-протокола, который накладывается на аналоговый токовый сигнал.
Датчики состоят из сенсора, соединенного с измерительным преобразователем. Сенсор представляет собой измерительную вставку с платиновым чувствительным элементом (ЧЭ) с номинальной статической характеристикой преобразования (НСХ) типа «Pt100» или термопарой в качестве ЧЭ с НСХ типов «К», «N», «J», «Е», «Т», помещенной в защитную арматуру с защитной головкой или иными монтажными приспособлениями для соединения с ИП. Сенсор может быть одиночным или двойным (с двумя ЧЭ в одной измерительной вставке). ИП конструктивно выполнены в корпусе с расположенными на нем клеммами для подключения сенсора и клеммами для вывода выходного сигнала. Питание ИП совмещено с выходным сигналом (осуществляется по двухпроводной схеме). ИП может быть встроенным в соединительную головку сенсора, либо иметь собственный защитный кожух. Для измерения температуры при высоких давлениях и скоростях потока предусмотрены дополнительные защитные гильзы серий T-/W-, конструкция которых зависит от допускаемых параметров измеряемой среды.
По цифровым протоколам HART, FOUNDATION Fieldbus, PROFIBUS PA, FISCO датчик может передавать измеренный сигнал температуры процесса, собственную температуру, различные диагностические и аварийные сигналы, а также конфигурироваться с использованием портативного HART-коммуникатора, либо при помощи персонального компьютера, имеющего соответствующее программное обеспечение и интерфейсы связи. Цифровая индикация в процессе измерений может осуществляться с помощью встроенного 5-разрядного жидкокристаллического дисплея.
Модели датчиков различаются по метрологическим и техническим характеристикам, и по конструктивному исполнению. Сами модели имеют исполнения в зависимости от типа выходного сигнала и сенсора.
Фотография общего вида датчиков приведена на рисунке 1:
Рис.1
Технические характеристики
Типы НСХ сенсоров, рабочий диапазон измерений, пределы допускаемой основной погрешности датчиков в зависимости от типа входного сигнала приведены в таблице 1.
Таблица 1
| Тип НСХ | Рабочий диапазон измерений, °С | Пределы допускаемого отклонения сенсора (ТС или ТП) от НСХ, °С | Пределы допускаемой основной погрешности ИП |
| RTT15 | RTT20 | RTT30 | RTT80 |
| Цифрового сигнала | Цифрового сигнала | ЦАП, % (от интервала измерений) | Цифрового сигнала | ЦАП, % (от интервала измерений) | Цифрового сигнала | ЦАП, % (от интервала измерений) |
| Pt100 | -200...+650 | ±(0,13 + 0,0017|t|) °С в диапазоне -200 °C <t<+650 °C (для сенсора класса «А»); ±(0,15 + 0,002|t|) °С в диапазоне -100 °C <t<+450 °C (для сенсора класса «А» по ГОСТ 6651-2009); ±(0,25 + 0,0042|t|) °С в диапазоне -200 °C <t<+650 °C (для сенсора класса «В»); ±(0,3 + 0,005|t|) °С в диапазоне -196 °C <t<+650 °C (для сенсора класса «В» по ГОСТ 6651-2009); ±0,26 °С или ±0,25 % (от изм. знач.) в диапазоне -200 °C <t<+480 °C и ±0,5 % (от изм. знач.) в диапазоне +480 °C <t<+650 °C (для сенсора класса «SAMA») | ±0,1 °С или ±0,05 % (от измеряемого значения), берут большее значение | ±(0,05 °С +0,01 % (от интервала измерений)) | ±0,05 | ±0,1 °С | ±0,02 | ±0,1 °С | ±0,03 |
| N | -200.0 | ±2,2 °С или ±2,0 % (от измеряемого значения, берут большее значение) | ±0,5 °С или ±0,05 % | ±0,15 °С | | ±0,5 °С | | ±0,5 °С | |
| 0.+1250 | ±2,2 °С или ±0,75 % |
| К | -200.0 | ±2,2 °С или ±2,0 % | ±0,14 °С | ±0,25 °С | ±0,25 °С |
| 0.+1250 | ±2,2 °С или ±0,75 % |
| J | 0.+750 | ±2,2 °С или ±0,75 % | ±0,11 °С |
| E | -200.0 | ±1,7 °С или ±1,0 % | ±0,08 °С |
| 0.+900 | ±1,7 °С или ±0,5 % |
| T | -200.0 | ±1 °С или ±1,5 % | ±0,10 °С |
| 0.+350 | ±1 °С или ±0,75 % |
Примечания:
1. Пределы абсолютной погрешности автоматической компенсации температуры свободных (холодных) концов термопар (ДХ): ±0,2 °С
2. Пределы допускаемой основной погрешности датчиков температуры (Д0) с термопреобразователем сопротивления:
Цифровой сигнал: Д0 = ±.^(Д6 )2 + (Д$)2 ; аналоговый сигнал: Д0 = ±.^(Д6 + ДбА1 )2 + (An)2
Пределы допускаемой основной погрешности датчиков температуры (Д0) с преобразователем термоэлектрическим:
Цифровой сигнал: Д0 = ±-^(Д6 + Дб )2 + (Д$)2 ; аналоговый сигнал: Д0 = ±д/(Д6 + Д бА1 + Д Q )2 + (Д N )2 , где: ДС - предел допускаемого отклонения от НСХ сенсора, °С;
ДЦ - предел допускаемой основной погрешности цифрового сигнала, °С;
ДцАп — предел допускаемой основной погрешности ЦАП, °С.
Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды (плюс 25±5 °С) в диапазоне от минус 40 до плюс 85 °С в зависимости от модели ИП и типа входного сигнала приведена в Руководстве по эксплуатации на каждую модель датчика.
Электрическое сопротивление изоляции (при 500 В), не менее, МОм:................500
( при 20 ± 5 °С)
Диаметр монтажной части датчика, мм:....................................................5; 6; 8
Длина монтажной части датчика, мм: .............................................. от 100 до 5000
Датчики температуры во взрывозащищенном исполнении имеют маркировки видов: 0ExiaIICT4...T6, 0ExiaIIC'T5...T6, 0ExiaIIC45.. .Т6Х («искробезопасная электрическая цепь») и 1ExdIICT6, ^xd^'.^..^^ («взрывонепроницаемая оболочка»).
Степень защиты от воздействия воды и пыли (в зависимости от модели и исполнения датчиков) по ГОСТ 14254-96 (МЭК 60529):................................ IP65, IP66, IP67
Средняя наработка до отказа, ч, не менее
Средний срок службы, лет, не менее:
Рабочие условия эксплуатации:
- температура окружающей среды, °С: ...........от минус 40 до плюс 85;
(от минус 20 плюс 85 °С - для датчиков со встроенным индикатором)
- относительная влажность, %, не более:
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульные листы эксплуатационной документации (в правом верхнем углу) типографским способом.
Комплектность
В комплект поставки датчиков температуры входят:
- Датчик температуры - 1 шт. (модель и исполнение - в соответствии с заказом);
- Руководство по эксплуатации (на русском языке) - 1 экз.;
- Методика поверки - 1 экз.
По отдельному заказу могут поставляться: коммуникатор, оборудование FOUNDATION Fieldbus/PROFIBUS PA/FISCO, защитные гильзы, монтажные приспособления.
Поверка
осуществляется по документу МП 54693-13 «Датчики температуры серий RTT15, RTT20, RTT30, RTT80. Методика поверки», согласованному с ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», июнь 2013 г.
Основные средства поверки:
- термометр цифровой прецизионный DTI-1000, пределы допускаемой абсолютной погрешности: ±0,031 °С в диапазоне температур от минус 50 до плюс 400 °С, ±0,061 °С в диапазоне температур св. плюс 400 до плюс 650 °С;
- эталонные 2, 3-го разрядов ТП типа ППО в диапазоне температур от плюс 300 до плюс 1200 °С;
- термостаты жидкостные прецизионные переливного типа серии ТПП-1 моделей ТПП-1.0, ТПП-1.1, ТПП-1.2 с общим диапазоном воспроизводимых температур от минус 80 до плюс 300 °С и нестабильностью поддержания заданной температуры ±(0,004.0,02) °С;
- калибраторы температуры JOFRA серий ATC-R и RTC-R с общим диапазоном воспроизводимых температур от минус 48 до плюс 700 °С и нестабильностью поддержания заданной температуры ±(0,005.0,02) °С;
- термостат с флюидизированной средой FB-08, рабочий диапазон температур от плюс 50 до плюс 700 °С;
- калибратор температуры КТ-3, рабочий диапазон температур от плюс 300 до плюс 1100 °С, пределы допускаемой погрешности воспроизведения заданной температуры: ±(0,2+0,00М),°С;
- многоканальный прецизионный измеритель температуры МИТ 8.10(М) с пределами допускаемой основной абсолютной погрешности измерения напряжения ±(10-4 •U+1) мкВ, где U -измеряемое напряжение, мВ; сопротивления ±(10’5-R+5-10’4), где R -измеряемое сопротивление, Ом;
- мера электрического сопротивления однозначная типа Р3030, кл.0,001.
Сведения о методах измерений
приведены в соответствующем разделе Руководства по эксплуатации на датчики температуры.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
ГОСТ 30232-94 Термопреобразователи с унифицированным выходным сигналом. Общие технические требования.
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний
Международный стандарт МЭК 60751:2009 (2008-07). Промышленные
чувствительные элементы термометров сопротивления из платины.
Международный стандарт МЭК 60584-1 Термопары. Часть 1. Градуировочные таблицы.
Международный стандарт МЭК 60584-2 Термопары. Часть 2. Допуски.
ГОСТ 6616-94 Преобразователи термоэлектрические. Общие технические условия.
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
Техническая документация фирмы-изготовителя.
ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
Рекомендации к применению
Осуществление производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; выполнение работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям.
