4.6. Автоматизированная система поверки преобразователей температуры
На стенде применена автоматизированная система поверки датчиков температуры: термоэлектрических преобразователей по ГОСТ Р 8.585-2001, термопреобразователей сопротивления по ГОСТ Р 6651-1994, DIN43760, преобразователей с унифицированным сигналом 0-5 мА, 4-20 мА по ГОСТ 26.011-80. В качестве эталонного средства измерений на стенде используется восьмиканальный прецизионный мультиметр типа “Метран-514-ММП”, в котором осуществляется сравнительная оценка сигналов, поступающих от эталонного преобразователя температуры типа ЭТС-100 и от поверяемых преобразователей.
4.6.1. Устройство мультиметра
Мультиметр имеет 8 унифицированных входных каналов, каждый из которых может быть свободно переконфигурирован на следующие типы измерений:
- измерение силы постоянного тока;
- измерение напряжения постоянного тока;
- измерение сопротивления постоянному току.
Все каналы подключаются в единой внутренней измерительной схеме мультиметра через входной аналоговый мультиплексор. Разница показаний между каналами, оцениваемая по измерению сопротивлений в точках 400 и 2000 Ом, не превышает половины допускаемого значения погрешности в соответствующей точке.
4.6.2 Управление мультиметром
Управление мультиметром осуществляется на основе экранных меню. Навигация по меню производится с помощью клавиш “ENTER”, “Вниз”, “Вверх”, “Влево” (“Назад”), “Вправо” (“Вперед”), “Отмена”, а также цифровых клавиш “0”…“9”, используемых при вводе численных значений.
После включения питания прибор входит в режим измерения, а на экране отображается последняя конфигурация каналов, хранящаяся в энергонезависимой памяти. Одновременно отображаются четыре из восьми каналов с указанием номера канала, типа и единицы измерения сигнала или измеряемой величины, текущее время и дата (см. рис. 4.16). Для смены наблюдаемой четверки каналов используют клавиши “Вниз”, “Вверх”. Канал, на котором в данный момент осуществляется измерение (называется активным), подсвечивается указателем треугольной формы.
Для входа в главное меню из режима измерения следует нажать клавишу “ENTER” или “Отмена”, а для обратного действия – клавишу “Назад” или клавишу “Отмена”.
Для прокрутки меню используют клавиши “Вверх” или “Вниз”. Выбранный пункт меню отображается с инверсией.
В комплект мультиметра входит набор кабелей для подключения поверяемых датчиков: 2 шт. типа КПТ для подключения термопар (с встроенным термозондом компенсации температуры “холодного спя”), 6 шт. типа КТУ, универсальных, для подключения термопреобразователей сопротивления, а также датчиков с выходными сигналами в виде тока или напряжения.
Мультиметр выполнен в настольном исполнении. На передней панели прибора (см. рис. 4.15) расположены жидкокристаллический дисплей, предназначенный для отображения значений измеряемых величин и устанавливаемых параметров – калибровочных коэффициентов, режимов работы, контрастности и т. д.; клавиатура, с помощью которой выбираются режимы работы прибора и вводятся значения устанавливаемых параметров. На задней панели расположены разъемы для подключения поверяемых приборов, разъем для подключения к сети 220 В разъем для связи с ПК через RS-232.
Измеряемые электрические сигналы через цепи защиты от перегрузок попадают на вход мультиплексора и далее на вход АЦП, где происходит преобразование измеряемого электрического сигнала в цифровой код, обрабатываемого микропроцессором измерительной платы.
Мультиметр имеет два встроенных источника питания +24 В, гальванически развязанные между собой и от остальной схемы. Они обеспечивают питание датчиков с УВС при их поверке; один из них – малошумящий, подключен к активному в данный момент измерительному каналу, а другой мощный, выполняет функцию прогрева и параллельного питания остальных датчиков.
Время установления рабочего режима мультиметра после включения не превышает 30 мин. При измерении обеспечивается индикация электрических сигналов и значений температуры – 7 значащих разрядов.
Пользовательский интерфейс мультиметра обеспечивает доступность следующих функций:
- выбор номера измерительного канала;
- выбор измеряемого параметра;
- работа с памятью: занесение, извлечение; обновление, очистка;
- обнуление показаний измерения;
- настройка параметров последовательного порта;
- измерение контрастности экрана.
Мультиметр обеспечивает представление результатов измерения в цифровом виде, формирование протоколов поверки и отображение на графическом дисплее, а также архивирование результатов измерения аналоговых сигналов, для чего он снабжен встроенным RS 232 интерфейсом и сервисным программным обеспечением (ПО) для ПК.
Рис 4.15. Обозначение клавиш клавиатуры мультиметра
Метран514-ММП
Рис. 4.16.
Рис. 4.17
Для конфигурирования канала следует выбрать в главном меню необходимый канал и нажать клавишу “ENTER”. На экране отобразится меню конфигурации канала (рис. 4.18)
О
сновным
пунктом в этом меню является тип сигнала.
При нажатии на этом пункте клавиши
“ENTER”
пользователю предлагается произвести
выбор одного из типов сигналов (см. рис.
4.19).
Выбрав тип сигнала, и нажав клавишу “ENTER” на экране отображается меню канала, но в обновленном виде.
П
Рис.
4.18. Меню канала
араметры
“НП (нижний предел) сигнала” и “ВП
(верхний предел) сигнала” используются
как для расчета погрешности в режиме
автоматической поверки измерительного
преобразователя, так и для выбора
диапазона измерений в случае измерений
напряжения и сопротивления. В ходе
измерений диапазон не переключается.
Д
Рис.
4.19. Меню сигнала
Аналогично вводятся номер датчика, единицы измерения измеряемой величины. Допускается ввод русских букв верхнего и нижнего регистров.
Параметры “Передаточная характеристика”, “Нижний предел (НП ИВ) измеряемой величины”, “Верхний предел (ВП ИВ) измеряемой величины”, “Тип измерения” и “Единицы измерения” необходимы для отображения первичной измеряемой величины в режиме измерения и расчета погрешности при автоматической поверке измерительных преобразователей с унифицированными выходными сигналами (УВС). Если на позиции “Отображение” выбрать – “первичный”, то будет отображаться сигнал до нормируемого преобразователя, а если выбрать – “вторичный”, то будет отображаться унифицированный сигнал в мА.
Параметр “Пропуск измерений” может принимать значение от 0 до 15 и означает число “холостых” измерений, выполняемых после коммутации данного канала, предшествующих рабочему измерению, а на экран выводятся только результаты измерений.
Удобной дополнительной функцией является функция копирования конфигурации канала в другой канал, которая выполняется клавишей “ENTER” после выбора канала для копирования.
В конфигурировании каналов нужно использовать дополнительные параметры конфигурации для особых типов сигналов.
При измерении сопротивления следует указывать вариант схемы подключения измеряемого сопротивления: 3-х проводная или 4-х проводная, а также выбрать тип и номинал термосопротивления (рис. 4.20, 4.21, 4.22), предусмотрев значение Wo и указав класс термосопротивления (рис. 4.23, 4.24).
При измерении температуры термопарой необходимо выбрать тип термопары, канал измерения температуры холодного спая, а также ввести значение температуры холодного спая в случае виртуального ее измерения (в режиме поверки это значение задается в ходе поверки).
“Виртуальный канал” означает, что температура холодного спая измеряется внешним дополнительным термометром и нужно ввести с клавиатуры это уже известное значение в память Метран-514 ММП.
Для каждого канала с термопарой индивидуально задается канал измерения температуры холодного спая.
Если в качестве канала измерения температуры холодного спая указан тот же канал, к которому подключена сама термопара, измерение должно осуществляться с помощью поставляемого в комплекте с прибором кабеля с встроенным термозондом (кабель КТП).
Рис.
4.20.
Рис.
4.21.
Рис.
4.22.
Рис.
4.23.
Рис.
4.24.
Если для измерения температуры холодного спая выбран независимый канал, к которому подключено термосопротивление, то нужно осуществить правильную настройку выбранного физического канала, то есть выбрать соответствующий тип и номинал термосопротивления.
При измерении сигнала эталонного термосопротивления (ЭТС) необходимо указать номер используемого эталонного термометра (один из пяти, занесенных в память прибора) (см. рис. 4.25).
Рис.
4.25.
Параметры эталонных термометров вводятся в подменю настройки: “Главное меню” – “Настройка” – “Параметры ЭТС” – “ЭТС №...”. Для ввода доступны: сопротивление тройной точки воды, коэффициенты a, b, c, M в соответствии с МТШ-90, а также заводской номер эталонного термометра (рис. 4.26).
П
Рис.
4.26.
Рис.
4.27.
Рис. 4.28.