Датчики избыточного давления СТЭК-1 (СТЭК-1Х)

Назначение

Датчики избыточного давления СТЭК-1 (СТЭК-1Х) (далее - датчики) предназначены для непрерывного преобразования значения измеряемого параметра -избыточного давления в унифицированный выходной сигнал тока или напряжения.

Описание

Принцип действия датчиков основан на тензорезистивном эффекте. Основным элементом, определяющим метрологические характеристики датчиков, является мембрана на основе термокомпенсированного тензомоста, обладающая долговременной стабильностью. В результате воздействия измеряемого давления на мембрану изменяется сопротивление тензомоста, что приводит к появлению выходного электрического сигнала. Обработка этого сигнала осуществляется с помощью специальной программируемой прецизионной КМОП интегральной микросхемы типа ASIC с хранением данных в СППЗУ и аналоговым выходным сигналом. Градуировочная таблица датчика заносится в СППЗУ микросхемы ASIC на предприятии-изготовителе. Долговременная стабильность параметров используемых компонентов позволяет датчикам сохранять их метрологические характеристики в течение всего срока эксплуатации без изменения градуировочной таблицы.

Датчики представляют собой моноблочную конструкцию, заключенную в стальной герметичный корпус. На одном торце корпуса расположен резьбовой штуцер с гайкой «под ключ» для подсоединения к магистрали измеряемого давления, на другом - расположен электрический разъем или кабель для подключения внешних электрических цепей.

Датчики применяются в системах автоматического контроля, регулирования и управления технологическими процессами в качестве первичных преобразователей при измерении избыточного давления жидких и газообразных сред, совместимых с нержавеющей сталью.

Датчики избыточного давления СТЭК-1Х могут работать во взрывоопасных зонах. Маркировка взрывозашиты - 0ExiaIICT4.

Датчики имеют несколько модификаций, отличающихся диапазоном измерений, классом точности, видом выходного унифицированного сигнала и диапазоном рабочих температур.

Фотография общего вида приведена на рисунке 1.

Рисунок 1

Технические характеристики

Номинальная статистическая характеристика датчиков:

Y - Y

Y = B^---— x P + Y,

PH B

где Р - значение измеряемого избыточного давления, в МПа (кгс/см2);

Y,Yн,Yв - значение выходного сигнала датчика, соответствующее значению измеряемого избыточного давления Р, нижнее и верхнее предельные значения выходного сигнала, соответственно, в мА - для датчиков с токовым выходным сигналом или в В - для датчиков с выходным сигналом по напряжению;

РВ - верхний предел измерений избыточного давления.

Примечание - Нижний предел измерений датчика соответствует нулевому значению избыточного давления.

Верхний предел измерений избыточного давления соответствует ряду:

МПа                                                                        0,6; 1,0; 1,6; 2,5;

(кгс/см2)                                                                            (6; 10; 16; 25).

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, пределы допускаемой приведенной погрешности нелинейности, вариация и пульсация выходного сигнала датчика для различных классов точности представлены в таблице 2.

Таблица 2

Примечания:

1 Нормирующим значением для метрологических характеристик является диапазон изменения выходного сигнала датчика.

2 Пульсация выходного сигнала тока нормируется при нагрузочном сопротивлении 250 и 1000 Ом для датчиков с верхними предельными значениями выходного сигнала 20 и 5 мА, соответственно.

3 Погрешность нелинейности датчика нормируется в диапазоне от Р2 до верхнего предела измерений  РВ избыточного давления, при этом значение Р2 определяется в

зависимости от РВ по таблице 3.

Таблица 3

Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности, вызванной изменением температуры окружающего воздуха от нормальной (23 ± 2) оС на каждые 10 оС, в диапазоне температур:

а) свыше минус 20 до 60 оС

- для датчиков класса точности 0,25                                      ± 0,1 %;

- для датчиков класса точности 0,5                                       ± 0,2 %;

- для датчиков класса точности 1,0                                       ± 0,6 %;

б) от минус 60 до минус 20 оС (для СТЭК-1) и от минус 40 до

минус 20 оС (для СТЭК-1Х)

- для датчиков класса точности 0,25                                      ± 0,25 %;

- для датчиков класса точности 0,5                                       ± 0,45 %;

- для датчиков класса точности 1,0                                       ± 0,9 %;

в) свыше 60 до 120 оС (для СТЭК-1) и свыше 60 до 85 оС (для СТЭК-1Х)

- для датчиков класса точности 0,25                                      ± 0,2 %;

- для датчиков класса точности 0,5                                       ± 0,35 %;

- для датчиков класса точности 1,0                                       ± 0,5 %.

Примечание - В соответствии с требованиями Заказчика, пределы дополнительной температурной погрешности могут быть установлены ± 0,15 % на каждые 10 оС в диапазоне температур от минус 10 до 110 °С.

Диапазон изменения выходного сигнала: - постоянного тока:

при 3-х или 4-х проводной схеме подключения                    (0 - 5) мА;

при 2-х проводной схеме подключения                            (4 - 20) мА;

- постоянного напряжения (3-х проводная схема подключения)    (0,5 - 5,5) В.

Примечание - Диапазон изменения выходного сигнала датчика может отличаться от указанного и устанавливаться в зависимости от требований Заказчика.

Электрическое питание датчиков осуществляется от источника постоянного тока напряжением в диапазоне от 9 до 42 В, за исключением 4-х проводного варианта СТЭК-'1-'1,0-05-0,5^-М20/1,5, напряжение питания которого должно находиться в диапазоне от 18 до 42 В.

Ток потребления, не более:

15 мА;

25 мА;

10 мА.

(Епит - 9 В) / 5 мА;

(Епит - 9 В) / 20 мА;

не менее 2000;

(Епит - 18 В) / 5 мА,

- датчика с выходным сигналом (0 - 5) мА

- датчика с выходным сигналом (4 - 20) мА

- датчика с выходным сигналом (0,5 - 5,5) В Нагрузочное сопротивление, Ом:

- для датчика с выходным сигналом (0 - 5) мА

- для датчика с выходным сигналом (4 - 20) мА

- для датчика с выходным сигналом (0,5 - 5,5) В

- для четырехпроводного датчика

СТЭК-1-1,0-05-0,5^-М20х1,5

где Епит - напряжение питания датчика, В.

Изменение значения выходного сигнала датчика, вызванное плавным изменением напряжения питания от 9 до 42 В или от 18 до 42 В для 4-х проводного варианта, не более ± 0,05 % от диапазона изменения выходного сигнала.

Время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении измеряемой величины, составляющем 90 % диапазона измерений, не более                         5 с.

Время готовности датчика к работе с момента включения питания не более        10 с.

Масса, не более                                                               0,22 кг.

Габаритные размеры, не более                                      0 38x140 мм.

Средняя наработка на отказ, не менее                                     400000 ч.

Назначенный срок службы, не менее                                       15 лет.

Устойчивость датчика к механическим воздействиям

по ГОСТ Р 52931-2008                                            исполнение N4.

Степень защиты оболочки датчиков по ГОСТ 14254                         IP65.

Знак утверждения типа

Знак утверждения типа наносят на эксплуатационную документацию типографским способом и на табличку, прикрепленную к корпусу датчика, в виде стикера.

Комплектность

В комплект поставки входят:

- датчик избыточного давления *                    1 шт.

- руководство по эксплуатации                       1 экз.**

- формуляр                                           1 экз.

Примечание:

* - В комплекте с уплотнительной шайбой и соответствующей кабельной розеткой; модификация датчика согласно заказа.

* * - При поставке датчика в один адрес высылается один экземпляр руководства на каждые 10 шт. изделий, если иное не оговорено в заказе.

Поверка

осуществляется по документу 406222.001 РЭ «Датчик избыточного давления СТЭК-1 (СТЭК-1Х). Руководство по эксплуатации», согласованному в части раздела «ПОВЕРКА» руководителем ГЦИ СИ ФГУ «Пензенский ЦСМ» 30 сентября 2010 г.

Перечень основных рекомендуемых средств поверки:

- манометр избыточного давления грузопоршневой МП-60, (№ 16026-97 в Госреестре СИ), диапазон давлений до 6 МПа, класс точности 0,02;

- магазин сопротивлений Р 4831 (№ 6332-77 в Госреестре СИ), диапазон сопротивлений от 0,001 до 99999,999 Ом, класс точности 0,02/1,5x10-6;

- прибор комбинированный цифровой Щ300, (№ 7011-79 в Госреестре СИ), верхние пределы измерений 10 и 100 мА, основная погрешность ± [0,1+0,02(1к/1 - 1)] %;

- источник питания постоянного тока Б5-78/2, (№ 29625-05 в Госреестре СИ), диапазон выходного напряжения от 0 до 50 В, погрешность ± 0,3 В.

Сведения о методах измерений

М етодика измерений приведена в разделе 2 руководства по эксплуатации.

Нормативные документы

1 ГОСТ Р 8.802-2012 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений избыточного давления до 250 МПа.

2 ТУ 4212-001-12002406-2009 «Датчики избыточного давления СТЭК-1. Технические условия».