Назначение
Преобразователи измерительные ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-ХХ (далее по тексту -преобразователи или приборы) предназначены для измерений и преобразования сигналов, поступающих от термопреобразователей сопротивления (ТС), преобразователей термоэлектрических (ТП), преобразователей с унифицированными выходными сигналами, измерительных преобразователей в унифицированный сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА и (или) в цифровой сигнал HART-протокола. Преобразователи также предназначены для передачи сигналов HART-протокола из взрывоопасной зоны в безопасную и наоборот.
Описание
Принцип действия приборов основан на измерении и преобразовании сигналов от первичных термопреобразователей (преобразователей) в унифицированный выходной сигнал постоянного тока, либо с наложенным на него цифровым частотно-модулированным сигналом в стандарте HART-протокола. Сигнал с подключенного термопреобразователя поступает на вход прибора, где преобразуется с помощью аналого-цифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал. Дискретный сигнал обрабатывается с помощью микропроцессорного модуля прибора и поступает на цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока, на который, при наличии у прибора частотного модулятора, может накладываться сигнал HART-протокола. Микропроцессорный модуль обеспечивает управление всеми схемами прибора и может осуществлять информационную связь с компьютером и другими изделиями.
Преобразователи ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-ХХ имеют следующие модификации: ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41, ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46, ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75. Модификации приборов различаются типами входных сигналов, характеристиками и функциональным назначением.
Преобразователи являются микропроцессорными приборами с неизменяемой (потребителем) конфигурацией (ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41, ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46) или переконфигурируемыми (потребителем) приборами (ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75).
ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41 представляют собой одноканальные промежуточные устройства (барьеры) с искробезопасной входной цепью и гальванической развязкой входных, выходных цепей и цепей питания и предназначены для измерений и преобразования аналоговых токовых от 4 до 20 мА с размещаемых во взрывоопасной зоне двухпроводных, трехпроводных датчиков с унифицированным выходным сигналом или измерительных преобразователей в нормированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, а также для питания датчиков или измерительных преобразователей с пассивным токовым выходом и для передачи цифровых сигналов HART-протокола из безопасной зоны во взрывоопасную и обратно.
ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46 представляют собой одноканальные промежуточные устройства (барьеры) с искробезопасной выходной цепью и гальванической развязкой входных, выходных цепей и цепей питания и предназначены для измерений и преобразования аналоговых токовых сигналов от 4 до 20 мА с размещаемых вне взрывоопасной зоны датчиков с унифицированным выходным сигналом или измерительных преобразователей (контроллеров, управляющих устройств) в нормированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, а также для передачи цифровых сигналов HART-протокола из безопасной зоны во взрывоопасную и обратно. Преобразователи ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46 также обеспечивают питание исполнительных устройств.
ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 представляют собой одноканальные промежуточные устройства (барьеры) с искробезопасной входной цепью и гальванической развязкой входных и выходных цепей, цепей питания и сигнализации и предназначены для измерений и преобразования сигналов с размещаемых во взрывоопасной зоне ТС или ТП в унифицированный выходной сигнал постоянного тока от 4 до 20 мА, цифровой сигнал HART-протокола и дискретный сигнал. Связь ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 с персональным компьютером (ПК) осуществляется по HART-протоколу.
Фотографии общего вида приборов представлены на рисунке 1.
Заводской номер в виде цифрового кода, состоящего из арабских цифр, знак утверждения типа наносятся термотрансферным способом на маркировочную табличку, закрепленную на боковой панели приборов. Обозначения мест нанесения пломбировки, заводского номера и знака утверждения типа представлены на рисунке 2.
а) ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41
б) ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46
Рисунок 1 - Общий вид моделей преобразователей измерительных
в) ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75
Рисунок 2 - Обозначения мест нанесения заводского номера и знака утверждения типа
Программное обеспечение
В преобразователях предусмотрено внутреннее и внешнее (для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75) программное обеспечение (ПО).
Внутреннее ПО состоит из встроенной в преобразователи метрологически значимой части ПО. Внутреннее ПО является фиксированным, незагружаемым и может быть изменено только на предприятии-изготовителе.
Уровень защиты внутреннего ПО от преднамеренного и непреднамеренного доступа соответствует уровню «высокий» согласно Р 50.2.077-2014 - данное ПО защищено от преднамеренных изменений с помощью специальных программных средств.
Внешнее ПО «HART MultiConfig» предназначено для взаимодействия преобразователей ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 с ПК и не оказывает влияния на метрологические характеристики преобразователей. Внешнее ПО служит для конфигурирования, осуществления пользователем градуировки, калибровки, поверки и получения данных измерения в процессе эксплуатации преобразователей. Конфигурирование включает установку параметров связи преобразователей с ПК. ПО также предусматривает возможность выдачи текстовых сообщений о состоянии преобразователей и возникающих в процессе их работы ошибках и способах их устранения.
Идентификационные данные внутреннего ПО приведены в таблице 1.
Таблица 1 - Идентификационные данные внутреннего ПО
| Идентификационные данные | Значение |
| ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41 | ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46 | ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 |
| Идентификационное наименование ПО | BRIZ_MT_4X_ver2.63.hex | BRIZ MT 75_ ver1.04.hex |
| Номер версии (идентификационный номер) ПО | 2.6Х | 2.6Х | 1.ХХ |
| Цифровой идентификатор ПО | - | - |
В идентификационных номерах встроенного ПО фиксированные цифры отвечают за метрологически значимую часть и являются неизменными, при этом Х - любое целое число из ряда 0...9.
Технические характеристики
Таблица 2 - Метрологические характеристики преобразователей (выходные сигналы и дополнительная погрешность)
| Наименование характеристики | Значение |
| Метрологические характеристики преобразователей | Приведены в таблицах 2.1, 2.2 |
| Тип выходного сигнала: - аналоговый (в виде силы постоянного тока), мА - цифровой | от 4 до 20 HART |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной до любой температуры в пределах рабочих температур на каждые 10 °С - для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 при измерении сигнала в виде напряжения и сопротивления постоянному току - для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 при работе с ТП и ТС - для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41 и ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46 | ±0,5ys ±0,5ys1 ±0,5у |
| Пределы допускаемой дополнительной погрешности для конфигурации с ТП, вызванной изменением температуры их свободных концов во всем диапазоне рабочих температур, °С | ±1,0 |
Таблица 2.1 - Метрологические характеристики ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75
| Тип НСХ 3) (входного сигнала) | Диапазон измерений и преобразования входного сигнала | Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности цифрового сигнала по протоколу HART код класса точности В |
| AoghR, AoghU | AoCHt |
| 50М | от -180 до +200 ОС | от 10,26 до 92,80 Ом(*) | ±0,06 Ом | ±0,30 °С |
| 100М | от -180 до +200 ос | от 20,53 до 185,60 Ом(*) | ±0,06 Ом | ±0,20 °С |
| 50П | от -200 до +850 ос | от 8,62 до 197,58 Ом | ±0,06 Ом | ±0,40 °С |
| 100П | от -200 до +850 ос | от 17,24 до 395,16 Ом | ±0,06 Ом | ±0,20 °С |
| Pt100 | от -200 до +850 ос | от 18,52 до 390,48 Ом | ±0,06 Ом | ±0,20 °С |
| 100Н | от -60 до +180 ос | от 69,45 до 223,21 Ом | ±0,06 Ом | ±0,10 °С |
| ТПП (R) | от -50 до +1768 ОС | от -0,226 до 21,101 мВ | ±0,02 мВ | ±1,7 °С |
| ТПП (S) | от -50 до +1768 ОС | от -0,236 до 18,693 мВ | ±0,02 мВ | ±2,0 °С |
| ТПР (B) | от +250 до +1820 ОС | от 0,291 до 13,820 мВ | ±0,02 мВ | ±2,5 °С |
| ТЖК (J) | от -210 до +1200 ОС | от -8,095 до 69,553 мВ | ±0,02 мВ | ±0,4 °С |
| ТМК (T) | от -200 до +400 ОС | от -5,603 до 20,872 мВ | ±0,02 мВ | ±0,5 °С |
| ТХКн (E) | от -200 до +1000 ОС | от -8,825 до 76,373 мВ | ±0,02 мВ | ±0,3 °С |
| ТХА (К) | от -200 до +1372 ОС | от -5,891 до 54,886 мВ | ±0,02 мВ | ±0,6 °С |
| ТНН (N) | от -200 до +1300 ОС | от -3,990 до 47,513 мВ | ±0,02 мВ | ±0,6 °С |
| ТВР (А-1) | от 0 до +2500 ос | от 0,00 до 33,64 мВ | ±0,02 мВ | ±2,0 °С |
| ТХК (L) | от -200 до +800 ос | от -9,488 до 66,466 мВ | ±0,02 мВ | ±0,3 °С |
| от -100 до 100 мВ | от -100 до 100 мВ | - | ±0,04 мВ | - |
| от 0 до 400 Ом | от 0 до 400 Ом | - | ±0,06 Ом | - |
Примечания
1) Типы НСХ - по ГОСТ 6651-2009 (МЭК 60751) для термопреобразователей сопротивления (ТС) и ГОСТ Р 8.585 -2001 (МЭК 60584-1) для преобразователей термоэлектрических (ТП). (*)а = 0,00428 °С-1.
2) Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности измерений для ТС указаны для 4-х проводной схемы подключения.
Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности измерений сопротивления для диапазона от 0 до 400 Ом, измерений сигналов ТС с НСХ Pt100, 50П, 100П, 50М, 100М, 100Н при подключении ТС по 3-х и 2-х проводной схемам не превышает 0,5 предела допускаемой основной погрешности.
3) Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности преобразования цифрового сиг
нала в унифицированный выходной сигнал силы постоянного тока Доснт: ±0,008 мА.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности аналогового выхода ys, ys1 (для типов НСХ ТС и ТП и входных сигналов в виде напряжения и сопротивления постоянному току)
рассчитывают по формулам (1) и/или (2):
K = +(~
\R
Доснд(У)_________
(Vmax) _ Rmin(Umin-)
^осн!
I-max ~ ^min
• 100 %,,
Ksi = ± (, : +, ; ) • 1оо %,
^maxx ^min ‘max Iminjf
(1)
(2)
где: Aq^r - пределы допускаемой основной погрешности измерений сопротивления, Ом;
Аосни - пределы допускаемой основной погрешности измерений т.э.д.с. или напряжения, мВ;
Аосн1 - пределы допускаемой основной погрешности аналогового сигнала постоянного тока цифро-аналогового преобразователя, мА;
Аост - пределы допускаемой основной погрешности цифрового сигнала по протоколу HART, °С;
t (R, U, I)max, t (R, U, I)min - верхний и нижний пределы диапазона измерений, °С (Ом, мВ, мА).
Таблица 2.2 - Метрологические характеристики ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41, ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46
| Диапазон входного сигнала, мА | Диапазон выходного сигнала, мА | Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, % (у) |
| от 4 до 20 | от 4 до 20 | ±0,1 |
Таблица 3 - Основные технические характеристики преобразователей
| Наименование характеристики | Значение |
| Параметры электрического питания - напряжение постоянного тока, В | 24t!8 |
| Потребляемая мощность, Вт, не более - для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-41, ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-46 - для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 | 3 2 |
| Габаритные размеры, мм, не более - длина - ширина - высота | 105,0 16,4 122,3 |
| Масса, кг, не более | 0,25 |
| Нормальные условия измерений: | |
| Наименование характеристики | Значение |
| - температура окружающей среды, °С - относительная влажность, % | от +15 до +25 от 30 до 80 |
| Рабочие условия измерений: - температура окружающей среды, °С - относительная влажность при температуре +35 °С, %, не более | от -20 до +70 95 |
| Маркировка взрывозащиты | [Ex ia Ga] IIC |
| Средняя наработка на отказ, ч, не менее | 120000 |
| Средний срок службы, лет, не менее | 15 |
Знак утверждения типа
наносится на боковую панель приборов термотрансферным способом и (или) на руководства по эксплуатации и паспорта типографским способом.
Комплектность
Комплектность поставки преобразователей представлена в таблице 4.
Таблица 4 - Комплектность поставки
| Наименование | Обозначение | Кол-во |
| Преобразователь измерительный ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-ХХ1) | НКГЖ.411531.018-ХХ2) | 1 шт. |
| Комплект программного обеспечения1) | - | 1 компл. для ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-75 |
| Комплект запасных частей1) | - | 1 компл. |
| Руководство по эксплуатации | НКГЖ.411531.018-ХХРЭ | 1 экз. на партию |
| Паспорт | НКГЖ.411531.018-ХХПС | 1 экз. |
| 1) Модель преобразователя, комплект программного обеспечения и запасных частей - в соответствии с заказом. 2) Обозначение в соответствии с исполнением и модификацией преобразователя. |
Сведения о методах измерений
приведены в п. 3.2 руководств по эксплуатации НКГЖ.411531.018-ХХРЭ.
Нормативные документы
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия;
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний;
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования;
Международный стандарт МЭК 60751 (2022) Промышленные платиновые термометры сопротивления и температурные датчики;
Международный стандарт МЭК 60584:2013 (2013-08) Термопары Часть 1. Градуировочные таблицы и допуски;
ГОСТ 13384-94 Преобразователи измерительные для термоэлектрических преобразователей и термопреобразователей сопротивления. Общие технические требования и методы испытаний;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2023 г. № 1520 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений постоянного электрического напряжения и электродвижущей силы»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 1 октября 2018 г. № 2091 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений силы постоянного электрического тока в диапазоне от 1 х10-16 до 100 А»;
Приказ Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 30 декабря 2019 г. № 3456 «Об утверждении Государственной поверочной схемы для средств измерений электрического сопротивления постоянного и переменного тока»;
НКГЖ.411531.018ТУ Преобразователи измерительные ЭЛЕМЕР-БРИЗ МТ-ХХ. Технические условия.
