Калибратор может быть использован в качестве как сухоблочного, так и жидкостного термостата. В калибраторе для охлаждения термостата до -100°С используется уникальная технология теплового насоса Стирлинга с газовым теплоносителем (FPSC). Внешний вид рабочего места представлен на рисунке 4.
Рисунок 4 - Внешний вид рабочего места
Термостат калибратора имеет две зоны с раздельным регулированием. Регулятор нижней зоны поддерживает заданное значение температуры, а верхней - "нулевую" разность температуры относительно нижней зоны. Такой метод обеспечивает высокую однородность температуры в рабочей зоне и низкую погрешность ее задания.
Калибратор снабжен схемой измерения сигнала внешнего эталонного термометра сопротивления. Такой термометр устанавливается рядом с поверяемым датчиком и подключается к специальному разъему калибратора. Это существенно упрощает калибровку методом сличения, который обладает значительно меньшей погрешностью.
Калибратор снабжен схемой DLC - динамической компенсации влияния потерь тепла через поверяемые датчики. Термометр DLC устанавливается рядом с поверяемым датчиком, измеряет перепад температуры в рабочей зоне вставной трубки и управляет регулятором верхней зоны термостата. Это обеспечивает высокую однородность распределения температуры в рабочей зоне до 60 мм от дна трубки вне зависимости от количества и/или диаметра вставленных датчиков.
Калибратор позволяет измерять сигналы поверяемых термопар и термометров сопротивления (мВ, Ом, В, мА) по ГОСТ, IEC и DIN.
Уникальные особенности:
Самая низкая граница отрицательной температуры -100°С;
Чрезвычайно высокая стабильность;
Высокая однородность температуры в рабочей зоне до 60 мм от дна вставной трубки;
Низкая погрешность;
Не имеющая аналогов схема динамической компенсации влияния загрузки термостата;
Быстрый нагрев, охлаждение;
Полная компенсация влияния бросков и нестабильности сетевого питания;
Встроенные средства измерения выходных сигналов различных датчиков температуры;
Встроенная схема измерения сигнала внешнего эталонного интеллектуального термометра сопротивления, в памяти которого сохранены коэффициенты индивидуальной калибровки;
Сохранение результатов калибровки/поверки во внутренней памяти калибратора;
Дружественный русифицированный интерфейс пользователя на основе меню;
Полная автоматизация поверки/калибровки датчиков температуры как в автономном режиме, так и при работе с ПК под управлением ПО, в том числе, поверка одновременно нескольких датчиков с использованием коммутаторов ASM-R.
Кроме обеспечения задания уставок по температуре калибратор автоматически реализует поверку/калибровку в ступенчатом режиме изменения температуры, а также (в исполнении В) калибровку термореле.
Русифицированное ПО позволяет:
Поверить в автоматическом режиме датчики температуры или загрузить в калибратор задания на поверку/калибровку и, после ее выполнения в автономном режиме, перенести результаты поверки в ПК.
Рекалибровать калибратор по температуре и электрическим сигналам.
ПО обеспечивает доступ к управлению всеми функциями калибраторов и, крометого, позволяет загрузить в калибратор множественные задания на калибровку и после их выполнения в автономном или автоматическом режимах перенести результаты в персональный компьютер для обработки и хранения.
С помощью ПО можно производить подстройку внутреннего («READ») термометра калибраторов, а также каналов измерений электрических величин, в том числе и канала внешнего («TRUE») термометра. Данное программное обеспечение позволяет загрузить в калибратор градуировочную характеристику для внешнего термопреобразователя сопротивления повышенной точности.
Структура ПО:
Поддержка поверяемых/калибруемых СИ температуры;
Конфигурирование схемы поверки/калибровки СИ температуры;
Планировщик поверки/калибровки СИ температуры;
Поверка/калибровка СИ температуры с помощью ПК.
Разъемы для подключения к компьютеру, а также для подключения внешних устройств представлены на рисунке 5.
Рисунок 5 - Цифровые разъёмы.
Градуировка внешнего температурного датчика для измерения концентрации ионов в режиме автоматической термокомпенсации (типа ТД-1 , ТКА-4 и др. с сопротивлением чувствительного элемента не более 5 кОм) производится с целью подстройки чувствительности по температуре в автоматическом режиме по нескольким точкам (от 2 до 5). Градуировка должна проводится с помощью термостата, обеспечивающего поддержание заданной температуры с точностью не хуже 0,1 о С.
Подключите температурный датчик к разъему «датчик» или «Т/О 2 » измерительного преобразователя. Включите анализатор, войдите в режим “Доп.Режим” и нажмите кнопку “ВВОД” .
Кнопками “ “ и “ “ выберите опцию “ГрадТермометр” и нажмите кнопку “ВВОД” . Для входа в режим градуировки термометра необходимо ввести пароль. На дисплее появится надпись
ВВЕДИТЕ ПАРОЛЬ
Введите число
Необходимо ввести с клавиатуры число "314" и нажать кнопку "ВВОД" .
Введите количество точек градуировки. Для этого нажмите кнопку “N” .На дисплее появиться надпись:
Число точек
Кнопками “ “ и “ “ установите необходимое число калибровочных точек и нажмите кнопку “ВВОД” . При этом на дисплее появится окно со значением температуры раствора в верхней строке, условным калибровочным числом и номером точки калибровки в нижней строке, например:
25.00 0С
ххххх.ххх n1
Установите температуру воды в термостате в начале диапазона температурной компенсации, например (5 0,5) 0 С. Перейдитек первой точке градуировки. Для этого кнопкой “ “ выберите окно с обозначением номера точки градуировки в нижней строке n1 . Затем нажмите кнопку “Изм” . На дисплее появится меняющееся значение градуировочного
числа. После установления его постоянного значения нажмите кнопку “ВВОД” .После сообщения:
Ввод изменения?
ДА - ВВОД НЕТ - ОТМ
нажмите кнопку “ВВОД” . Затем нажмите кнопку “Числ” . Появится сообщение “Введите число” . Введите значение температуры, измеренное эталонным термометром и нажмите кнопку “ВВОД” .После сообщения
Ввод изменения?
ДА - ВВОД НЕТ - ОТМ
нажмите последовательно кнопки “ВВОД” .
Аналогично проведите градуировку остальных температурных точек, например при температурах (20 0,5) 0 С и (35 0,5) 0 С.
Таким образом будет автоматически произведена подстройка чувствительности прибора по температуре.
3.6. Указания по поверке
3.6.1. Поверке подлежат все вновь выпускаемые, выходящие из ремонта и находящиеся в эксплуатации анализаторы.
3.6.2. Периодическая поверка анализаторов должна проводиться не реже одного раза в год территориальными органами метрологической службы Госстандарта.
3.6.3. Поверка анализаторов осуществляется в соответствии с “Методикой поверки”
3.7. Требования к квалификации исполнителя
К выполнению измерений и обработке результатов допускаются лица с высшим или средним специальным образованием, прошедшие соответствующую подготовку, имеющие опыт работы в химической лаборатории и должны ежегодно проходить проверку знаний техники безопасности.
3.8. Меры безопасности
3.8.1. По требованиям безопасности прибор соответствует требованиям ГОСТ 26104, класс защиты III.
3.8.2. При проведении испытаний и измерений должны соблюдаться требования безопасности по ГОСТ 12.1.005, ГОСТ 12.3.019 .
3.8.3. При работе с анализаторами необходимо выполнять общие правила работы с электрическими установками до 1000В и требования, предусмотренные “Основными правилами безопасной работы в химической лаборатории”, М; Химия, 1979-205с.
4. РЕМОНТ
4.1. Условия по ремонту
Анализаторы являются сложным электронным прибором, поэтому к их ремонту допускается квалифицированный персонал предприятия-изготовителя или официальных представителей на условиях сервисного обслуживания. После ремонта обязательна проверка основных технических характеристик прибора в соответствии с “Методикой поверки”.
При ремонте анализаторов следует принимать меры безопасности в соответствии с действующими правилами эксплуатации электроустановок до 1000 В.
4.2. Возможные неисправности и способы их устранения
Перечень некоторых наиболее часто встречающихся или возможных неисправностей анализаторов, их признаки и способы устранения приведены в таблице 4.
Таблица 4.1
|
Наименование неисправности и внешнее проявление |
Вероятные причины |
Способы устранения |
|
После включения анализатора отсутствует информация на индикаторе |
1. Отсутствуют батарей питания или они полностью разряжены 2. Отсутствует напряжение в сети 3. Неисправен блок питания 4. Разряжен аккумулятор |
1. Установите элементы питания или замените их 2. Подключите блок питания к исправной розетке 3. Замените блок питания 4. Зарядите аккумулятор, подключив блок питания |
|
После включения анализатора на индикаторе появляется надпись “Смените батареи” |
Разряжены батареи питания |
Замените элементы питания |
Другие неисправности устраняются изготовителем.
Встроенный датчик температуры в большинстве современных жёстких дисков может показывать неверные результаты. Разница между измеренной и фактической температурой может быть в 7-9 градусов Цельсия, а в некоторых случаях даже ещё больше.
Чтобы решить эту проблему, рекомендуется измерить фактическую температуру жёсткого диска с помощью внешнего инфракрасного термометра или лицевой панели с датчиком температуры. А затем установить разницу между измеренным значением и температурой, которую отображает Hard Disk Sentinel (по сообщению самого диска), как температурное смещение. Это называется калибровкой.
После измерения реальной температуры (термометром или другим внешним датчиком) смещение можно рассчитать путём вычитания значения, указанного программой из измеренного значения. Смещение может быть положительным (программа показывает меньшую температуру, чем реальная) или отрицательным (в противном случае).
Это смещение можно указать на вкладке S.M.A.R.T. жёсткого диска, выбрав атрибут № 194 (температура жёсткого диска) и используя кнопки + / – (нажав на число между этими знаками, можно непосредственно ввести значение смещения по Цельсию ).
Hard Disk Sentinel автоматически увеличивает (или уменьшает) все сообщённые значения температуры жёсткого диска согласно настроенным смещениям. Таким образом, правильная (реальная) температура будет отображаться в любом случае (например, при сравнении температуры жёсткого диска с пороговым значением, при сохранении отчётов и т.д.)
Примечание: если калибровка невозможна (компьютерный блок нельзя открывать), предполагаемое значение смещения можно определить, сравнивая первое отображённое значение температуры сразу после запуска компьютера со значением температуры окружающей среды (комната, офис). В это время центральный процессор, видеокарта или другие компоненты не слишком горячие и не влияют на значение температуры жёсткого диска. Конечно, это справедливо только если компьютеру было предоставлено достаточно времени, чтобы остыть до температуры окружающей среды (не включался около 8 часов).
Например, если температура жёсткого диска равна 17 градусов по Цельсию (сразу после запуска компьютера), а температура в помещении 22 градуса, то эта разница (5) может быть настроена как значение смещения (потому что жёсткий диск не может быть прохладнее, чем окружающая температура) . Это смещение лучше, чем ничего, но всё же внешний термометр необходим для определения надлежащего смещения температурного значения.
Примечание : температурное смещение должно определяться по Цельсию , независимо от выбранной единицы измерения температуры (по Цельсию или по Фаренгейту).
Примечание: незарегистрированная версия программы автоматически сбрасывает все значения смещения на 0, если пользователь перезагрузил Hard Disk Sentinel.
Для определенных целей регулирования, например для регулирования нагревательной установки, бывает важно измерять разность температур. Это измерение может быть осуществлено, в частности, по разности между наружной и внутренней температурой или температурой на входе и выходе.
Рис. 7.37. Измерительный мост для определения абсолютных значений температуры и разности температур в 2-х точках; U Br – напряжение моста.
Принципиальное устройство измерительной схемы показано на рис. 7.37. Схема состоит из двух мостов Уитстона, причем используется средняя ветвь (R3 – R4) обоих мостов. Напряжение между точками 1 и 2 указывает разность температур между Датчиками 1 и 2, тогда как напряжение между точками 2 и 3 соответствует температуре Датчика 2, а между точками 3 и 1 - температуре Датчика 1.
Одновременное измерение температуры Т 1 или Т 2 и разности температур Т 1 – Т 2 важно при определении термического КПД тепловой машины (процесс Карно). Как известно, коэффициент полезного действия W получается из уравнения W = (Т 1 – Т 2)/Т 1 = ∆Т)/Т 1 .
Таким образом, для определения нужно только найти отношение двух напряжений ∆U D 2 и ∆U D 1 между точками 1 и 2 и между точками 2 и 3.
Для точной настройки описанных приборов, предназначенных для измерения температуры, нужны довольно дорогие калибровочные устройства. Для области температур 0...100°С в распоряжении пользователя имеются вполне доступные опорные температуры, так как 0°С или 100°С по определению являются соответственно точками кристаллизации пли кипения чистой воды.
Калибровка по 0°С (273,15°К) осуществляется в воде с тающим льдом. Для этого изолированный сосуд (например, термос) заполняют сильно измельченными кусками льда и заливают водой. Через несколько минут в этой ванне устанавливается температура, точно равная 0°С. Погрузив датчик температуры в эту ванну, получают показания датчика, соответствующие 0°С.
Аналогично действуют и при калибровке по 100°С (373,15 К). Металлический сосуд (например, кастрюлю) наполовину заполняют водой. Сосуд, разумеется, не должен иметь никаких отложений (накипи) на внутренних стенках. Нагревая сосуд на плитке, доводят воду до кипения и тем самым достигают 100-градусной отметки, которая служит второй калибровочной точкой для электронного термометра.
Для проверки линейности калиброванного таким образом датчика необходима, по меньшей мере, еще одна контрольная точка, которая должна быть расположена как можно ближе к середине измеряемого диапазона (около 50°С).
Для этого нагретую воду снова охлаждают до указанной области и ее температуру точно определяют с помощью калиброванного ртутного термометра, имеющего точность отсчета 0,1°С. В области температур около 40°С для этой цели удобно применять медицинский градусник. Путем точного измерения температуры воды и выходного напряжения получают третью опорную точку, которая может рассматриваться как мера линейности датчика.
Два различных датчика, откалиброванные вышеописанным методом, дают совпадающие показания в точках Р 1 и Р 2 , несмотря на их различные характеристики (рис. 7.38). По дополнительное измерение, например температуры тела, выявляет нелинейность характеристики В датчика 2 в точке Р 1 . Линейная характеристика А датчика 1 в точке Р 3 соответствует точно 36,5% полного напряжения в измеряемом диапазоне, тогда как нелинейная характеристика В соответствует явно меньшему напряжению.
Рис. 7.38. Определение линейности характеристики датчика с диапазоне 0...100ºС. Линейная (А ) и нелинейная (В ) характеристики датчиков совпадают в опорных точках 0 и 100ºС.
=======================================================================================
Датчики температуры из платины и никеля
Термопары
Кремниевые датчики температуры
Интегральные датчики температуры
Температурный контроллер
Терморезисторы с отрицательным ТКС
Терморезисторы с положительным ТКС
Датчик уровня на основе терморезистора с положительным ТКС
Измерение разности температур и калибровка датчиков
ДАТЧИКИ ДАВЛЕНИЯ, РАСХОДА И СКОРОСТИ
Как и датчики температуры, датчики давления относятся к наиболее широкоупотребительным в технике. Однако для непрофессионалов измерение давления представляет меньший интерес, так как существующие датчики давления относительно дороги и имеют лишь ограниченное применение. Несмотря на это, рассмотрим некоторые варианты их использования.
Согласовано Утверждаю
Руководитель ГЦИ СИ Директор
Зам. Директора ФГУ ВЦСМ
__________ __________
Методика калибровки
датчиков температуры серии КДТ.
Разработал
Гл. технолог ООО«КОНТЭЛ»
Методика калибровки датчиков температуры
КДТ-50, КДТ-200 и КДТ-500.
1. Перед началом калибровки проверить соответствие расположенных на плате компонентов по сборочному чертежу: КДТ50.02.01СБ – для датчиков КДТ-50; КДТ200.02.01СБ – для датчиков КДТ-200; КДТ500.02.01СБ – для датчиков КДТ-500.
2.Калибровка электронного блока датчиков КДТ-50 и КДТ-200.
2.1.Подключить к плате источник питания и эквивалент термометра – сопротивления ТСМ-100 согласно рис.1.
DIV_ADBLOCK62">
2.3.Последовательность операций регулировки.
2.3.1.Установить на вольтметре режим «U=» и предел измерения, соответствующий значению «три знака после запятой».
2.3.2.Установить на эквиваленте ТСМ нижнее значение измеряемой температуры: для КДТ-50–«-500С», для КДТ-200 - «00С».
2.3.3.Подать напряжение питания.
2.3.4.Вращением подстроечного резистора RP1 установить значение выходного тока 4 mA (показания вольтметра 0,400).
2.3.5.Установить на эквиваленте ТСМ верхнее значение измеряемой температуры: для КДТ-50–«+500С», для КДТ-200 - «+2000С».
2.3.6.Вращением подстроечного резистора RP2 установить значение выходного тока 20 mA (показания вольтметра 20,00).
2.3.7.Повторять операции п. п.2.3.4 и 2.3.6 до установления выходного тока соответствующего диапазону
измеряемой температуры в пределах погрешности, не превышающей 0,25% .
2.3.8.Проверить линейность по промежуточным точкам.
2.3.9.Соответствие измеряемой температуры (эквивалентного значения сопротивления) и выходного тока приведены в Приложении 1.
3.Калибровка датчиков температуры КДТ-500.
3.1.Подключить к плате источник питания и эквивалент термометра – сопротивления Pt-100 согласно рис.2.
Полярность подключения источника питания значения не имеет.
-Эквивиалент Pt 100 - специальный магазин сопротивлений, имитирующий термометр-сопротивление типа Pt-100;
-V - Цифровой вольтметр типа В7-40;
-R н – катушка электрического сопротивления Р331;
-ИП – источник постоянного тока стабилизированный типа Б5-45.
3.2.Последовательность операций калибровки.
Ввиду отсутствия в изделии регулировочных элементов операция калибровки сводится к проверке работоспособности и линейности преобразования сопротивления в ток.
3.2.1. Установить на вольтметре режим «U=» и предел измерения, соответствующий значению «три знака после запятой».
3.2.2. Установить на эквиваленте Pt-100 нижнее значение измеряемой температуры: «00С».
3.2.3. Подать напряжение питания.
3.2.4.Показания вольтметра должны соответствовать 4 mA +/-0,25% (показания вольтметра 0,400).
3.3.5.Установить на эквиваленте Pt-100 верхнее значение измеряемой температуры: «+5000С».
3.3.6. Показания вольтметра должны соответствовать 20mA +/-0,25% (показания вольтметра 20,00).
3.3.7.Проверить линейность по промежуточным точкам.
3.3.9.Соответствие измеряемой температуры (эквивалентного значения сопротивления) и выходного тока приведены в Приложении 2.
Примечание. Схема датчика температуры КДТ-500 рассчитана на работу совместно с Pt-100 с W100=1.3910. Применение термометра-сопротивления с W100=1.3850 приводит к увеличению основной погрешности до 0,8% в середине диапазона.
4.После регулировки платы датчиков покрываются лаком. Рекомендуемое время сушки – 2 суток.
После сушки платы подлежат обязательной перепроверке с целью коррекции выходного тока. Во время этой операции достаточно проверить датчик на краях диапазона.
Исполнитель________
Приложение 1
Соответствие температуры, эквивалентного сопротивления и выходного тока датчиков температуры КДТ-50.
Соответствие температуры, эквивалентного сопротивления и выходного тока датчиков температуры КДТ-200.
При отсутствии эквивалента ТСМ-100 следует применить магазин сопротивлений МСР-63 или аналогичный.
Приложение 2
Соответствие температуры, эквивалентного сопротивления и выходного тока датчиков температуры КДТ-500.
(для W100=1.3850)
При отсутствии эквивалента Pt-100 следует применить магазин сопротивлений МСР-63 или аналогичный.
