§ 2,9. Сведения о средствах измерений государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации

В конце 50-х годов в нашей стране с целью технически и экономи­чески целесообразного решения проблемы обеспечения технологических процессов различных отраслей промышленности средст­вами контроля и автоматического регулирования были начаты раз­работки методов упорядочения и унификации средств автоматиза­ции, которые положили начало созданию Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации (ГСП).

В настоящее время ГСП достаточно полно разработана и про­должает развиваться и совершенствоваться [12]. Успехи в создании в масштабах целого государства системы промышленных средств измерений определили тот факт, что сейчас ГСП ориентируется на обеспечение потребностей не только промышленности, но и науки, медицины, сельского хозяйства и др. По существу ГСП охватывает! всю номенклатуру отечественного приборостроения. Создание ГСП явилось крупным событием в практике мирового приборостроения. В основу построения ГСП положены следующие принципы: выде­ление устройства по функциональным признакам, минимизация номенклатуры изделий, блочно-модульное построение технических средств, агрегатное построение систем управления, совместимость! приборов и устройств.

По функциональному признаку все изделия ГСП делятся на че­тыре группы: устройства получения информации о состоянии про­цесса; устройства приема, преобразования и передачи информации по каналам связи; устройства преобразования, хранения, обработки информации и формирования команд управления; устройства ис­пользования командной информации для воздействия на объект управления.

Средства измерений входят в число устройств первой и второй из перечисленных групп и представляют собой первичные, проме­жуточные, масштабирующие (нормирующие) измерительные пре­образователи, измерительные приборы и системы.

В зависимости от рода используемой энергии средства измере­ний и вспомогательные устройства ГСП подразделяют на четыре самостоятельные ветви: электрическую, пневматическую, гидравлическую и не использующую вспомогательной энергии. Все средства измерений и устройства электрической, пневматической и гидравли­ческой ветвей имеют унифицированные входные и выходные сигна­лы, перечень которых приведен в табл. 2.3. Связь электрических, пневматических и гидравлических устройств осуществляется с по­мощью соответствующих преобразователей сигналов. Этим обеспе­чивается создание комбинированных средств ГСП. Средства ГСП строятся из блоков и модулей (см. приложение 1).

Таблица 2.3

Основные виды унифицированных аналоговых сигналов ГСП

Вид сигнала	Физическая величина	Параметры сигнала
Электрический	Постоянный ток	0 5; 0 20; -5 0 5; 4 20 мА
	Постоянное напря­жение	0 10; 0 20; — 10 0 10 мВ; 0 10; 0 1; —1 0 1 В
	Переменное напря­жение	0 2; — 1 0 1 В
	Частота	2 8; 2 4; кГц
Пневматический	Давление	0,2 1 4-0,1 кгс/см2 (0,02 0,1 МПа)
Гидравлический	>>	0,1 6,4 МПа

Блочно-модульный принцип построения средств ГСП обеспечива­ет возможность создания различных функционально сложных уст­ройств из ограниченного числа более простых унифицированных блоков и модулей путем их наращивания и стыковки. Это позволя­ет создавать новые средства измерений и автоматизации из уже су­ществующего набора узлов и блоков, что дает существенный эко­номический эффект.

Измерительные устройства и системы составляют самую много­численную группу изделий ГСП, составляющую более половины номенклатуры промышленных изделий ГСП. Они обеспечивают по­лучение измерительной информации о физических величинах (па­раметрах), характеризующих технологические процессы, свойства и качество продукции.

Классификация измерительных устройств ГСП, учитывающая вид входных и выходных сигналов, приведена на рис. 2. 11. Под «естественным» выходным сигналом в приведенной классификации понимают выходную физическую величину первичного измеритель­ного преобразователя, полученную однократным простым («естест­венным») преобразованием измеряемой физической величины и не соответствующую по параметрам унифицированным сигналам. При этом под простым преобразованием понимают только преобразова­ние, обеспечиваемое используемым для измерения физическим яв­лением. Несмотря на большое разнообразие величин, виды естест­венных выходных сигналов ГСП удается ограничить десятью, при­веденными на рис. 2. 11.

Рис.2.11.Классификация средств измерений ГСП

по входным и выходным сигналам

Для преобразования естественного выходного сигнала в унифи­цированный в ГСП используются нормирующие преобразователи (см. рис. 2.11). В ГСП, несмотря на значительное разнообразие из­меряемых величин и используемых для этого принципов измерений, применяются четыре структурные схемы измерительных устройств, а именно: схема однократного прямого преобразования, схема уравновешивающего преобразования (часто называется компенса­ционной), схема последовательного прямого преобразования, схема дифференциального прямого преобразования.

Подробно применение упомянутых схем будет освещено далее при рассмотрении работы конкретных измерительных устройств ГСП.

Нормирование метрологических характеристик средств измере­ний ГСП осуществляется по группам, выделенным в зависимости от функционального назначения [12].

Средства измерений ГСП, служащие для технологических изме­рений, в основном являются аналоговыми и имеют малую случай­ную составляющую погрешности. Поэтому их метрологические ха­рактеристики нормируются комплексами [12], включающими обыч­но: номинальную функцию преобразования, предел допускаемой основной погрешности, предел допускаемой вариации, динамичес­кую характеристику, номинальное значение входного импеданса, номинальное значение выходного импеданса (для измерительных преобразователей), предел допускаемой дополнительной погрешно­сти (для некоторых измерительных приборов).

В ГСП предусмотрено несколько видов конструктивного испол­нения [12] средств измерений: нормальное (обычное), пыле-, брызго- и взрывозащищенное.

66