Назначение
Преобразователи измерительные серии iTEMP моделей TMT80, TMT82, TMT111 (далее по тексту - преобразователи или ИП) предназначены для измерения и преобразования сигналов, поступающих от термопреобразователей сопротивления (ТС), термоэлектрических преобразователей (ТП), потенциометрических и милливольтовых устройств постоянного тока, в унифицированные аналоговые сигналы постоянного тока 4-20 или 20-4 мА, а также в цифровые сигналы для передачи по протоколу HART.
Описание
Принцип действия преобразователей основан на преобразовании сигнала первичного термопреобразователя или потенциометрических и милливольтовых устройств постоянного тока в унифицированный выходной сигнал постоянного тока 4-20 или 20-4 мА (для ИП моделей ТМТ80, ТМТ111), либо с наложенным на него цифровым частотно-модулированным сигналом в стандарте HART (для ИП моделей TMT82).
Сигнал с подключенного термопреобразователя или устройства поступает на вход ИП, где преобразуется с помощью аналогово-цифрового преобразователя (АЦП) в дискретный сигнал. Дискретный сигнал обрабатывается с помощью микропроцессора и поступает на цифроаналоговый преобразователь (ЦАП), где происходит преобразование в унифицированный аналоговый сигнал постоянного тока, на который, при наличии у ИП частотного модулятора, может накладываться сигнал HART-протокола. Характеристики источника входных сигналов и необходимые для параметрирования измерительного преобразователя данные фиксируются в энергонезависимой памяти ИП.
Модели преобразователей отличаются друг от друга по конструктивному исполнению и по техническим характеристикам. ИП моделей TMT80, TMT82 конструктивно выполнены в цилиндрическом пластиковом корпусе из поликарбоната для монтажа в соединительную головку типа B (по DIN 43729) с расположенными на нем клеммами для подключения первичного термопреобразователя или потенциометрических и милливольтовых устройств постоянного тока, и клеммами для вывода выходного сигнала и питания. Преобразователи могут дополнительно комплектоваться алюминиевым или стальным ударопрочным корпусом для полевого монтажа серии ТА3хх, в который может встраиваться жидкокристаллический дисплей TID10. Корпус закрывается резьбовыми крышками и имеет резьбовые отверстия для присоединения кабельного ввода и переходной муфты, через которую подключается первичный термопреобразователь, а также внутренний и внешний зажимы заземления. ИП моделей TMT111 выполнены в прямоугольном пластиковом корпусе (PC/ABS) с расположенными на нем клеммами с прижимными пластинами и фиксирующими винтами для входного сигнала, напряжения питания и для вывода выходного сигнала, и предназначенном для монтажа на DIN-рейку (по МЭК 60715). Внутри корпуса преобразователей размещены печатные платы с элементами электрической схемы. Все цепи преобразователей (вход, выход, питание) гальванически развязаны.
Преобразователи измерительные ТМТ82 имеют два независимых входа от ТС, ТП и несколько функциональных конфигураций: автоматическое переключение с одного входа на другой, разность и усреднение измеренных значений.
Конфигурацию преобразователей в зависимости от модели можно изменять при помощи: модема TXU10, HART-модема Commubox, ручного коммуникатора DXR или персонального компьютера с соответствующим программным обеспечением ReadWin 2000 и интерфейсами связи HART. Цифровая индикация в процессе измерений с помощью ИП модели TMT82 осуществляется с помощью встроенного жидкокристаллического дисплея TID10, поставляемого по отдельному заказу.
Фотографии общего вида ИП приведены на рис.1-3
Рис.3: ТМТ111
Рис.1: ТМТ80
Рис.2: ТМТ82
Программное обеспечение
Программное обеспечение (ПО) ИП состоит только из одной метрологически значимой части - Firmware, при помощи которой по специальным расчетным соотношениям проводится обработка результатов измерений и вычислений.
Наименование программного обеспечения отображается на дисплее преобразователя при его включении. Идентификационные номера ПО Firmware отображаются как неактивные, не подлежащее изменению. Доступ к цифровому идентификатору ПО Firmware (контрольной сумме) невозможен, т.к. самодиагностика при включении ИП производится без отображения контрольной суммы на дисплее.
ПО имеет идентификационный номер версии: 01.0y.zz, где: y, z - числа (от 0 до 9) характеризующие функциональность преобразователя (различные протоколы цифровой коммуникации, а также совместимость с сервисными программами) и служебный идентификационный номер.
ПО Firmware находится в ПЗУ, размещенном в неразборном корпусе измерительного преобразователя, и не доступно для внешней модификации.
Уровень защиты ПО от непреднамеренных и преднамеренных изменений соответствует уровню «A» - не требуется специальных средств защиты, исключающих возможность несанкционированной модификации, обновления (загрузки), удаления и иных преднамеренных изменений метрологически значимой встроенной части ПО средства измерений (СИ) и измеренных данных.
Технические характеристики
Диапазон измерений, минимальный интервал измерений, пределы допускаемой основной погрешности, в зависимости от типа входного сигнала и модели ИП приведены в таблицах 1-2. Таблица 1 Таблица 1
| Тип НСХ(*), входные сигналы | Диапазон измерений | Минималь ный интервал измерений | TMT80 | TMT111 |
| Пределы допускаемой основной погрешности ( ) |
| Pt100 | от -200 до +850 °С | 10 °С | ± 0,5 °С или ± 0,15 % (от интервала измерений) | ± 0,2 °С или ± 0,08 % |
| Pt5OO | от -200 до +250 °С | 10 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,20 % |
| PtlOOO | от -200 до +250 °С | 10 °С | ± 0,5 °С или ± 0,15 % | ± 0,3 °С или ± 0,12 % |
| PtlOO (JIS C 1604-81) | от -200 до +649 °С | 10 °С | - | ± 0,2 °С или ± 0,08 % |
| NilOO (DIN 4376O) | от -60 до +250 °С | 10 °С | - | ± 0,2 °С или ± 0,08 % |
| Ni500 (DIN 4376O) | от -60 до +150 °С | 10 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,20 % |
| NilOOO(DIN4376O) | от -60 до +150 °С | 10 °С | - | ± 0,3 °С или ± 0,12 % |
| В | от 0 до +1820 °С | 500 °С | ± 2 °С или ± 0,15 % | ± 2,0 °С или ± 0,08 % |
| E | от -270 до +1000 °С | 50 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,08 % |
| J | от -210 до +1200°С | 50 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,08 % |
| К | от -270 до +1372 °С | 50 °С | ±1°С или ± 0,15 % | ± 0,5 °С или ± 0,08 % |
| N | от -270 до +1300 °С | 50 °С | ±1°С или ± 0,15 % | ± 1,0 °С или ± 0,08 % |
| R | от -50 до +1768 °С | 500 °С | ± 2 °С или ± 0,15 % | ± 2,0 °С или ± 0,08 % |
| S | от -50 до +1768 °С | 500 °С | ± 2 °С или ± 0,15 % | ± 2,0 °С или ± 0,08 % |
| T | от -270 до +400 °С | 50 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,08 % |
| L (DIN 4371O) | от -200 до +900 °С | 50 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,08 % |
| U (DIN 4371O) | от -200 до +600 °С | 50 °С | - | ± 0,5 °С или ± 0,08 % |
| C (ASTM E988) | от 0 до +2320 °С | 500 °С | - | ± 1,0 °С или ± 0,08 % |
| D (ASTM E988) | от 0 до +2495 °С | 500 °С | - | ± 1,0 °С или ± 0,08 % |
| мВ-вход | от -10 до +75 мВ | 5 мВ | - | ± 0,02 мВ или ± 0,08 % |
| Ом-вход | от 10 до 400 Ом | 10 Ом | - | ± 0,1 Ом или ± 0,08 % |
| от 10 до 2000 Ом | 100 Ом | - | ± 1,5 Ом или ± 0,12 % |
| Примечания к табл. 1: ( ) - типы НСХ термопреобразователей сопротивления и термоэлектрических преобразователей по умолчанию указаны по МЭК 60751/ ГОСТ 6651-2009 и МЭК 60584-1/ ГОСТ Р 8.5852001 соответственно, кроме остальных типов с указанным в скобках стандартом (данное примечание также распространяется на табл. 2); ( ) - берут большее значение |
Таблица 2
| Тип НСХ(’), входные сигналы | Диапазон измерений | Минимальный интервал измерений | TMT82 |
| Пределы допускаемой основной „ (*) погрешности v 7 |
| АЦП | ЦАП |
| Pt100 | от -200 до +850 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % (от интервала измерений) |
| Pt200 | от -200 до +850 °С | 10 °С | ± 1 °С | ± 0,03 % |
| Pt500 | от -200 до +500 °С | 10 °С | ± 0,3 °С | ± 0,03 % |
| Pt1000 | от -200 до +250 °С | 10 °С | ± 0,2 °С | ± 0,03 % |
| Pt100 (JIS C1604-81) | от -200 до +510 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % |
| Ni100 (DIN43760) | от -60 до +250 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % |
| Ni120 (DIN43760) | от -60 до +250 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % |
| 100П | от -200 до +850 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % |
| 50П | от -185 до +1100°С | 10 °С | ± 0,2 °С | ± 0,03 % |
| 50М (a=0,004280) | от -175 до +200 °С | 10 °С | ± 0,2 °С | ± 0,03 % |
| 50М (a=0,004260) | от -50 до +200 °С | 10 °С | ± 0,2 °С | ± 0,03 % |
| Ni100 | от -60 до +250 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % |
| Ni120 | от -60 до +250 °С | 10 °С | ± 0,1 °С | ± 0,03 % |
| В | от +40 до +1820 °С | 500 °С | ± 1 °С | ± 0,03 % |
| E | от -270 до +1000 °С | 50 °С | ± 0,25 °С | ± 0,03 % |
| J | от -210 до +1200°С | 50 °С | ± 0,25 °С | ± 0,03 % |
| К | от -270 до +1372 °С | 50 °С | ± 0,25 °С | ± 0,03 % |
| N | от -270 до +1300 °С | 50 °С | ± 0,5 °С | ± 0,03 % |
| R | от -50 до +1768 °С | 500 °С | ± 1 °С | ± 0,03 % |
| S | от -50 до +1768 °С | 500 °С | ± 1 °С | ± 0,03 % |
| T | от -260 до +400 °С | 50 °С | ± 0,25 °С | ± 0,03 % |
| L (DIN 43710) | от -200 до +900 °С | 50 °С | ± 0,25 °С | ± 0,03 % |
| U (DIN 43710) | от -200 до +600 °С | 50 °С | ± 0,25 °С | ± 0,03 % |
| C (ASTM E988) | от 0 до +2315 °С | 500 °С | ± 0,5 °С | ± 0,03 % |
| D (ASTM E988) | от 0 до +2315 °С | 500 °С | ± 0,5 °С | ± 0,03 % |
| мВ-вход | от -20 до +100 мВ | 5 мВ | ± 10 мВ | ± 0,03 % |
| Ом-вход | от 10 до 400 Ом | 10 Ом | ± 0,04 Ом | ± 0,03 % |
| от 10 до 2000 Ом | 100 Ом | ± 0,8 Ом | ± 0,03 % |
| Примечания к табл.2: ( ) - погрешность ИП равна сумме погрешностей АЦП и ЦАП |
Пределы допускаемой абсолютной погрешности внутренней автоматической компенсации температуры свободных (холодных) концов термопары (в зависимости от модели ИП), °С:
- для ТМТ80: ± 1
- для ТМТ82, ТМТ111: ± (0,3+0,005 • |t|)
Пределы допускаемой дополнительной погрешности от изменения температуры окружающей среды (25 ± 5 °С) /1 °С:
- для ТМТ80, ТМТ111:
- для ТС: ± (0,0015 % (от диапазона измерений) + 0,005 % (от интервала измерений));
- для ТП: ± (0,005 % (от диапазона измерений) + 0,005 % (от интервала измерений));
- для ТМТ82: ± (0,0015 % (от диапазона измерений) + 0,001 % (от измеренного
значения)).
Напряжение питания, В: от 12 до 35 (ТМТ111); от 11 до 42 (ТМТ82); от 8 до 35 (ТМТ80).
Габаритные размеры, мм: 044х(24,1; 28,1) (ТМТ82); 044x22,8 (ТМТ80); 112,5x99x12,6 (TMT111).
Масса, г, не более: 40 (ТМТ80); 50 (ТМТ82); 90 (ТМТ111).
Средний срок службы ИП, лет, не менее: 10
ИП могут использоваться при температуре окружающей среды от минус 40 (*) до плюс 85 °С и относительной влажности воздуха до 95-98 %.
По защищенности от воздействия окружающей среды ИП являются пыле- и влагозащищенными и соответствуют в зависимости от модели следующим кодам по ГОСТ 14254-96 (МЭК 60529): IP00, IP20, IP66, IP67 и IP68 (для ТМТ80, ТМТ82 с корпусами ТА3хх).
ИП во взрывозащищенном исполнении имеют маркировку вида 0Exia IICT6...T4X («искробезопасная электрическая цепь»).
( ) Примечание: от минус 50 °С - только ИП модели ТМТ 82.
Знак утверждения типа
Знак утверждения типа наносится на титульный лист паспорта и руководства по эксплуатации (в правом верхнем углу) типографским способом, а также на корпус ИП при помощи наклейки.
Комплектность
В комплект поставки преобразователя входят:
- преобразователь измерительный (модель и исполнение в соответствии с заказом) - 1 шт.;
- паспорт - 1 экз.;
- руководство по эксплуатации (на русском языке) -1 экз.;
- методика поверки - 1 экз.
По дополнительному заказу: HART-коммуникатор, HART-модем, компакт-диск с ПО ReadWin 2000, ж/к индикатор TID10 (для TMT82), корпус для полевого монтажа ТА3хх с кабельными вводами (для ТМТ80, ТМТ82), активный барьер RN221, монтажные приспособления.
Поверка
осуществляется в соответствии с документом МП 50138-12 «Преобразователи измерительные серии iTEMP моделей TMT80, ТМТ82, ТМТ111. Методика поверки», разработанным и утвержденным ГЦИ СИ ФГУП «ВНИИМС», 19.09.2011 г.
Основные средства поверки:
- компаратор напряжений Р3003, кл.0,0005;
- мера электрического сопротивления многозначная Р3026-1, кл.0,002;
- однозначная мера электрического сопротивления эталонная Р3030, 10 Ом, кл.0,002;
- прецизионный преобразователь сигналов ТП и ТС «ТЕРКОН», пределы допускаемой абсолютной погрешности ± (0,0005 + 5-10’5 U) мВ;
- ПК с модемом, HART-коммуникатор или иной программно-аппаратный комплекс с поддержкой HART-протокола, позволяющий визуализировать измеренные преобразователем величины и перенастроить измерительный преобразователь на иной диапазон и тип входного сигнала.
Сведения о методиках (методах) измерений приведены в руководстве по эксплуатации на ИП серии iTEMP моделей TMT80, TMT82, TMT111.
Нормативные документы
ГОСТ 8.558-93 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.
ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.
Международный стандарт МЭК 60584-1 Термопары. Часть 1. Градуировочные таблицы.
ГОСТ Р 8.585-2001 ГСИ. Термопары. Номинальные статические характеристики преобразования.
Международный стандарт МЭК 60751 Промышленные чувствительные элементы термометров сопротивления из платины.
ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.
Техническая документация фирмы Endress+Hauser Wetzer GmbH+Co.KG, Германия.
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.
ИП могут применяться в системах сбора и обработки измерительной информации, системах управления распределенными объектами регулирования и управления технологическими процессами в различных отраслях промышленности. Модификации ИП во взрывозащищенном исполнении могут применяться в соответствии с присвоенной маркировкой взрывозащиты во взрывоопасных зонах помещений и наружных установок согласно требованиям нормативных документов, регламентирующих применение электрооборудования во взрывоопасных зонах.
