Информационно-измерительная система давления газа в газопроводе часть 2

Итак, согласно таблице 1.1 значения качественного критерия для первого варианта реализации системы ; для второго варианта ; и для третьего . Итак, второй вариант реализации системы больше соответствует идеальной системе при избранных характеристиках для сравнения, а поскольку эти характеристики необходимо обеспечить в системе, разрабатываются, то для дальнейшей разработки выберем именно второй вариант реализации. 2. Разработка структурной схемы информационно-измерительной системы давления газа в газопроводе Каждый средство измерения является техническим средством определенной структуры. Степень сложности средства измерения определяется характером и количеством преобразований, необходимых для преобразования информативного параметра входного сигнала в информативный параметр выходного сигнала. Все эти промежуточные преобразования осуществляются преобразовательными элементами и основаны на определенных физических эффектах, которые обеспечивают своим сочетанием работу средства измерений. Структурной схеме измерительной цепи средства измерений называется схема, отражающая его основные функциональные части (структурные элементы), их назначение и взаимосвязи. Степень дифференциации структурной схемы на структурные элементы, изображаемых преимущественно прямоугольниками, определяется назначением схемы. В предыдущем разделе было выбрано вариант реализации информационно-измерительной системы изображен на рисунке 1.2. Разработаем структурную схему системы опираясь на этот вариант.
аренда фотостудии днепропетровск

Итак, согласно заданию на курсовой проект заданная системы должна состоять из четырех измерительных каналов, в трех из которых в соответствии измеряться избыточное давление, разность давлений и разрежения в газопроводе, а четвертый канал будет служить для контроля температуры в газопроводе. Газ — полезное ископаемое, которое является сумишшювуглеводнивта неуглеводородных компонентов, находится в газообразном состоянии при стандартных условиях (давлении 760 мм ртутного столба или 101,325 кПа и температуре 20 ° C) и является товарной продукцией. Основным компонентом (более 98%) природного газа является метан, поэтому его свойства практически совпадают со свойствами метана. Стоит отметить, что природный газ не имеет запаха, а известный всем запах газа — это запах этилмеркаптана, специально добавляется к газу для возможности обнаружения его утечки из газопровода по запаху. Кроме того, в состав природного газа входят этан, пропан, бутан, пентан, гексаны, гектаны, октан, нонан, бензол, толуол, водород, кислород, оксид углерода, двуокись углерода, азот, кислород и гелий. Методы измерения давления газа основываются на сравнении сил давления, измеряемого со следующими силами: давления столбца жидкости (ртути, воды) соответствующей высоты; образующимися при деформации упругих элементов (пружин, мембран, манометрических коробок, сильфонов и манометрических трубок); а также с упругими силами, возникающими при деформации некоторых материалов, при которых возникают электрические эффекты. С точки зрения чувствительности важна роль первого преобразовательного элемента в измерительном канале. Та его часть, что находится под непосредственным влиянием измеряемой величины, называется чувствительным элементом. Рассмотрим основные типы первичных преобразователей давления, выходными сигналами которых являются электрические сигналы, удобные для дальнейшей обработки и передачи по измерительном канале. Емкостные преобразователи применяют для преобразования в электрический сигнал давления. Емкостный преобразователь — это конденсатор переменной емкости, управляемый входным сигналом. Электрические звена с емкостными преобразователями питают переменным током повышенной частоты (от единиц до десятков килогерц). Емкостные преобразователи имеют обычно верхнюю границу преобразуемого давления 200 ... 800 Па при чувствительности 0,5 ... 1,0 ПФА / Па. Основная погрешность составляет 1 ... 2%. Принцип действия тензометрических преобразователей основан на использовании изменения электрического сопротивления проводниковых и полупроводниковых материалов при их растяжении или сжатии в пределах упругих деформаций. В главных технико-метрологических характеристик тензометрических преобразователей относятся тензочувствительность, полное сопротивление, ползучесть, механический гистерезис, температурная нестабильность, динамические характеристики. тензочувствительность определяется преимущественно резистивными свойствами материала чувствительного элемента, однако в значительной степени зависит от конструкции преобразователя, материала основы и других факторов. Главные требования к Тензопреобразователь такие а) больше значения коэффициента тензочувствительности; б) высокое удельное электрическое сопротивление; в) температурный коэффициент линейного расширения чувствительного элемента преобразователя должен по возможности равен температурному коэффициенту линейного расширения материала изучаемого объекта. По мостовой схеме Тензопреобразователь включают в одно, два или четыре плеча. В последнем случае в два противоположных плеча входят преобразователи, реагирующие на ту же деформацию (например, растяжения), а в двух других — преобразователи, реагирующие на деформацию противоположного знака (сжатия). Мост с двумя и четырьмя Тензопреобразователь имеет чувствительность соответственно в 2 и 4 раза больше, чем мост с одним Тензопреобразователь. В последнее время появилось направление в полупроводниковой тензометрами, связанный с применением мостовых тензорезистивных структур, которые являются соединенными монолитно в схему одинарного моста полупроводниковыми тензорезисторами. Габаритные размеры таких преобразователей составляют 2 ... 6 мм при толщине самого тензорезистора 20 ... 25 мкм. Датчики, выполненные на основе мостовых тензоструктур, является точными от датчиков с единичными полупроводниковыми тензорезисторами (их погрешность 0,1 ... 0,2%). Здесь тензорезистор является единственным звеном упругого элемента. Итак, в отличие от наклеиваемых тензорезисторов, здесь отсутствует промежуточное звено между упругим элементом и тензорезистором — клей, который является причиной дополнительных погрешностей в наклеиваемых тензорезисторов за его упругую несовершенство. Именно поэтому, при разработке ИВС давления газа в газопроводе, используем как первичный измерительный преобразователь давления один из датчиков на основе мостовых тензорезистивных структур, которые являются соединенными монолитно в схему одинарного моста полупроводниковыми тензорезисторами.