Применение умного цифрового прибора для калибровки давления в калибровке регуляторов давления

Thread Content

Авторы: Цуй Яояо, Сунь Бо (Научно-исследовательский институт метрологического надзора и контроля города Тяньцзинь; Исследовательский институт велосипедов города Тяньцзинь). При перепечатке этой статьи необходимо указать авторские права авторов. Аннотация: При калибровке регуляторов давления традиционные методы калибровки затрудняют точную запись данных. Использование умного цифрового прибора для калибровки давления позволяет автоматически фиксировать значения давления в момент включения и выключения переключателя, что делает его пригодным для применения при калибровке контроллеров давления. С точки зрения эффективности применения, данные, полученные с использованием устройства интеллектуальной проверки, в целом имеют небольшие значения; разница при смене режимов составляет от 0,06 до 0,08 МПа, а колебания довольно малы. Для проверки контроллера достаточно 2–3 минут. Результаты оценки неопределенности измерений: p = 0,695 МПа, U = 0,002 МПа, k = 2. Эти значения соответствуют требованиям к точности при проверке контроллеров давления. В таких аспектах, как детектирование сигнала давления в среде, его отображение и управление, регулятор давления играет важную роль в обеспечении нормальной работы системы. Использование умного цифрового прибора для калибровки давления позволяет корректировать погрешности показаний давления в устройствах, тем самым обеспечивая их эффективную работу. 1 Требования к калибровке регулятора давления. Регулятор давления – это прибор, предназначенный для контроля давления; он начинает выполнять свои функции или подает сигнал тревоги, как только входное давление достигает установленного значения. Его также называют переключателем давления. На текущем этапе существуют два вида контроллеров давления: механические и электронные. При этом в механических регуляторах давления в качестве элементов, чувствительных к давлению, используются пружинные трубки, мембраны и т. п. Когда давление в системе превышает определенное значение, свободный конец этих элементов смещается, что способствует приложению усилия на контрольный выключатель посредством соединительных трубок. Согласно требованиям, при калибровке регулятора давления необходимо проверить его внешний вид, прочность изоляции, погрешность повторяемости, диапазон регулировки давления, отклонение от установленного значения и другие характеристики. При проверке диапазона регулировки давления необходимо установить точку регулировки в максимальное положение, затем постепенно увеличивать давление от нуля до момента срабатывания контактов. После этого считается значение давления на эталонном устройстве; это значение и будет служить верхней границей регулировки. Установив точку регулировки на минимум, затем медленно снизив её до момента срабатывания контактов, можно получить значение переключения. На основе полученных значений можно определить, находится ли контроллер в диапазоне регулирования давления. Что касается отклонения от заданного значения, то необходимо разместить это значение близко к нижней границе диапазона измерений. Затем следует увеличивать давление до тех пор, пока показания контроллера не приблизятся к заданному значению. После этого давление нужно увеличивать постепенно, пока оно не достигнет значения, при котором происходит срабатывание устройства. В этот момент получаемное значение и будет считаться значениями переключения. Согласно обратной процедуре можно считать значение следующего переключения. После трех повторных циклов можно получить среднее значение, затем устанавливать точку регулировки вблизи верхнего предела диапазона контроллера и повторять вышеописанные шаги проверки. С точки зрения методов калибровки, для контроллеров давления необходимо использовать традиционные методы калибровки, а именно применять газовый поршневой манометр в качестве эталонного источника, чтобы значение давления соответствовало установленным стандартам качества. Из-за больших габаритов этот датчик давления неудобен в переноске, поэтому его трудно использовать для полевых испытаний. В процессе фактической проверки сотрудникам необходимо не только управлять манометром, но и постоянно следить за изменениями сигналов, а также быстро записывать изменения значений давления, что представляет определенные трудности. 2 Применение умного цифрового прибора для калибровки давления в калибровке регуляторов давления 2.1 Метод применения При калибровке регуляторов давления умный цифровой прибор для калибровки давления также используется в качестве эталона. Для калибровки контроллера давления J120 используется прибор для проверки давления. При использовании этого контроллера максимально допустимая погрешность показаний составляет ±0,05% от значения измерения. Для калибровки требуется использовать воздух в качестве среды; калибровка производится с использованием регулятора давления с диапазоном давления от 0,7 до 3,9 МПа и точностью 0,5%. Перед проведением тестирования необходимо соединить прибор для измерений и регулятор давления. Выберите подходящий модуль давления в соответствии с диапазоном измерений и подключите его разъемы для измерения давления к генератору, чтобы избежать утечек. Диапазон давления у генератора давления, используемого в данной системе, составляет от –0,098 МПа до 10 МПа. Это настольный насос для создания давления модели CST1002B; в качестве среды передачи давления используется воздух. Такой насос позволяет обеспечить необходимое увеличение или снижение давления в процессе калибровки контроллеров давления. Диапазон измерений контроллера составляет от 0 до 4 МПа. Можно выбрать электрические разъемы SW и COM. С помощью соединительного кабеля производится подключение контроллера к выводу N0 и разъему COM, после чего выбирается режим двойного триггера. Калибратор выдает стандартное значение давления. При проверке давления в положении движения вперед необходимо начинать с нулевого уровня, используя насос для повышения давления до тех пор, пока контакты не сработают. 2.2 Результаты применения, судя по результатам тестирования, показывают, что при постепенном увеличении давления контакты NO и COM разъединяются. А при давлении 1,435 МПа NO и CMO соединятся. При снижении давления до 1,428 МПа связь между NO и CMO прерывается, в результате чего разница в давлении составляет 0,007 МПа. Для определения эффективности проверки одновременно используется мультиметр для контроля включения и выключения переключателя, а также проводится стандартная проверка путем ручного подсчёта. Как показано в таблице 1, приведено сравнение результатов двух способов тестирования. Из данных в таблице видно, что значения, полученные с помощью интеллектуального калибратора при измерении P丑_0罅_歴, в целом меньше; перепад давления находится в пределах 0,06–0,08 МПа, а колебания относительно невелики. При использовании метода ручной проверки, поскольку в ходе теста на смену давления необходимо одновременно регулировать давление и записывать данные, давление постоянно повышается или снижается, в результате чего сотрудники не могут своевременно записать данные в момент появления сигнала. Под влиянием этого фактора данные, полученные в результате ручной проверки, в целом имеют более высокие значения и большую изменчивость; разница при смене составляет от 0,15 до 0,18 МПа. Кроме того, с точки зрения времени, для проведения проверки вручную требуется 8–9 минут, тогда как с использованием устройства интеллектуальной проверки достаточно 2–3 минут. Следовательно, в целом использование интеллектуального цифрового прибора для калибровки давления позволяет не только получать более точные результаты измерений, но и сокращать время калибровки. http://www.sanchangyb.com/d/file/zs/js/2018-11-23/bc98ea77fa0e60fba0263a54eab270dc.jpg Таблица 1. Сравнение результатов двух способов калибровки регуляторов давления. 2.3 Неопределенность измерений. При использовании калибраторов для проверки регуляторов давления необходимо не только анализировать процесс калибровки погрешностей показаний, но и оценивать неопределенность измерений этих показаний, чтобы определить степень их точности. В процессе измерений также применяется математическая модель измерения Ps = PZ + Px, где Ps, PZ, Px соответственно представляют собой показания контроллера, показания калибровочного прибора и корректирующее значение контроллера; все эти величины выражаются в МПа. Необходимо также оценить стандартную неопределенность u1, вводимую для измерения повторяемости показаний. При фактической оценке необходимо использовать метод класса A для проведения повторных измерений датчика давления в рамках установленных правил. В частности, при значении давления 0,7 МПа проводятся 3 повторных измерения в одной и той же точке; в результате получаются значения 0,694 МПа, 0,696 МПа и 0,695 МПа. Согласно стандартам для однократного эксперимента, можно определить, что s = (Pmax – Pmin) / Cn = 0,0011 МПа. При этом Pmax и Pmin соответственно представляют собой максимальное и минимальное значения, показанные калибровочным прибором в ходе трех измерений, а Cn — коэффициент дисперсии, равный 1,69. Отсюда следует, что u1 = s/ = 0000 6 МПа. Использование интеллектуального цифрового прибора для калибровки давления также приводит к появлению погрешности u2. В процессе оценки, поскольку максимально допустимая погрешность измерений прибором составляет ±1 МПа×0,05% = ±0,0005 МПа, получаем a = 0,0005 МПа. Поскольку значения распределены равномерно, можно вычислить u2 = a/ = 0,00029 МПа. 3 Заключение. Исследования показывают, что с развитием науки и техники появились умные цифровые приборы для калибровки давления. Использование таких приборов для проверки контроллеров давления позволяет не только повысить точность результатов калибровки, но и удовлетворить потребности в автоматизированной калибровке на производстве. При фактической проверке регуляторов давления с использованием калибровочного прибора необходимо также соблюдать соответствующие правила, чтобы повысить эффективность и качество калибровки, а также обеспечить успешное проведение этой работы.