ЖУРНАЛ СТА 4/2009

керамическим кольцом (для датчиков избыточного давления) или с керами ческой чашкой (для датчиков абсолют ного давления). Благодаря близости температурных коэффициентов рас ширения алюмосиликатной керамики и лейкосапфира в одной из его крис таллографических плоскостей такие ТП имеют значительно меньшую тем пературную зависимость, чем ТП с двухслойными мембранами. Но при этом для ТП с разными пределами из мерений требуются ПЧЭ различной толщины, и, как правило, нелиней ность таких ТП может достичь доста точно малой величины только при по даче давления со стороны тензосхемы, а также при определённых соотноше ниях размеров и конфигурации. Тем не менее, такие системы могут приме няться в высокоточных измерителях. Широко распространены ТП давления с двухслойными КНС из титана и сап фира, соединёнными стеклоприпоем, либо мембраны из сапфира, соединён ные с корпусом из нержавеющей стали. Основными метрологическими ха рактеристиками ТП являются нели нейность, температурная зависимость, вариация и повторяемость функции преобразования механической величи ны в электрический выходной сигнал тензомоста. Первоначально задача повышения точностных характеристик ТП реша лась в основном путём совершенство вания конструкции и технологии изго товления датчиков и электронных схем усиления сигнала измерительного тен зомоста. Применение современных компакт ных микропроцессорных систем циф ровой обработки сигналов позволило существенно повысить точность датчи ков за счёт цифровой обработки сигна ла измерительного тензомоста с учётом внешних факторов, таких как темпера тура и вибрация. Финишной операцией процесса про изводства датчиков, в немалой степени определяющей их метрологические ха рактеристики, является калибровка. В процессе калибровки сначала вы ставляются «ноль» датчика и коэффи циент усиления измерительного пре образователя. Затем для каждого дат чика формируются калибровочные таблицы из фиксированного набора значений измеряемых давлений и тем ператур окружающей среды для его ра бочего диапазона по давлению и тем пературе, позволяющие компенсиро вать нелинейность измерительной ха рактеристики датчика, в том числе и нелинейность измерительной характе ристики, обусловленную эффектами гистерезиса от изменения давления и температуры. С ТРУКТУРА УСТАНОВКИ , ЕЁ ОСНОВНЫЕ ПОДСИСТЕМЫ И ИХ ФУНКЦИИ Для реализации калибровочных опе раций необходим следующий комп лект основного обо рудования: ● источник эталон ного давления, поз воляющий форми ровать с высокой точностью в широ ком диапазоне дав ление в измери тельном коллекто ре, к которому под ключены калибруе мые датчики; ● вакуумный насос для формирования нулевого давления датчика; ● камера тепла холо да, позволяющая задавать температу ры окружающей среды для датчика во всём допустимом диапазоне его эксплуатации; ● средства измерения, позволяющие считывать показания датчика давле ния, выполнять их математическую обработку и запись результатов ка либровки в память контроллера дат чика давления. В результате интегрирования пере численного оборудования в единый из мерительный комплекс была разрабо РАЗ РА БОТ КИ / КОН Т РОЛ Ь НО ИЗМЕ Р И Т Е Л Ь НЫЕ СИС Т ЕМЫ 71 СТА 4/2009 www.cta.ru Рис. 2. Общий вид установки калибровки Пульт силовой Шкаф управления Коммутатор Интерфейсы датчиков: цифровой RS 485, аналоговый 0–10 В Устройства связи с объектом управления Многоканальный вольтметр Управляющий компьютер Калибруемые датчики Калибруемые датчики Калибровочный компьютер Источник бесперебойного питания Управление калибровкой датчика Управление калибровочной станцией Шкаф с элементами газовакуумной системы Компрессор (300 бар) Вакуумные насосы (7,0 ✕ 10 –6 бар) Шкаф контроллеров давления с термостатом Камера тепла!холода (–40...+80°C) (–40...+80°C) 0...0,35 бар 0...3,5 бар 0...35 бар 0...70 бар Камера тепла!холода Рис. 1. Структурная схема установки калибровки © СТА-ПРЕСС