Készítette: Dr. Füvesi Viktor

Készítette: Dr. Füvesi Viktor 2016. 2.

 Pontosság  Megbízhatóság

 Ár  Gyorsaság  Méréstartomány  Alkalmazási körülmények

 Mechanikai Pozíció Sebesség Gyorsulás Erő Stressz, nyomás Nyúlás Tömeg, sűrűség Nyomaték Áramlás, áramlási sebesség Alak, érdesség, orientáció Merevség Viszkozitás Hullám terjedés

 Villamos

 Kémiai – fizikai kémiai

Töltés, áram Feszültség Vezetőképesség Amplitúdó, fázis

Koncentráció pH Összetétel

 Mágneses

 Hőmérsékleti

Mágneses mező Mágneses fluxus Permeabilitás

Hőmérséklet Hővezetés

 Radioaktív Energia Intenzitás Emisszió Reflexió Transzmisszió

Érzékelt paraméter elmozdulás nyomás áramlás tömeg, erő vegyi összetétel szint hőmérséklet nedvesség, páratartalom egyéb 1. forrás

% 20-28 15-20 5-15 20 17 7 6-10 2-3 2-8

2. forrás Hőmérséklet Áramlás Nyomás Szint Mennyiség (tömeg, térfogat) Idő Egyebek sűrűség, nedvesség, stb.

50% 15% 10% 6% 5% 4% 6%

Mért folyamatváltozó hőmérséklet

nyomás

áramlás

Mérőberendezés ellenállás hőmérő hőelem folyadék, nyomásos hőmérők bimetál optikai pirométerek oszcilláló kvarc kristály manométer Bourdon-csöves manométer szilfon-csöves (Barton cella) nyomásmérő bélyegek mérőperem Venturi cső turbinás elektromágneses (indukciós) örvényszórásos ultrahangos rotaméter hővezető-képesség mérésen alapuló

Mért folyamatváltozó szintmérők

összetétel

Mérőberendezés lebegő úszós merülő úszós differenciál nyomás elvén alapuló hidrosztatikus kapacitás mérésen alapuló ultrahangos gammasugaras gáz-, folyadék kromatográf pH mérők vezetőképesség mérő törésmutató mérő

A mérések alapja

Hőmérsékleti skála

1064,43C – Arany dermedéspontja 0,01C – Víz hármaspontja

-218,789 C – Oxigén hármaspontja -182,962 C – Oxigén forráspontja -259,34 C – Hidrogén hármaspontja

231,9681C – Ón olvadáspontja

1539 C – Vas olvadáspontja (pontatlan) 1773 C – Platina olvadáspontja

Platina ellenállás-hőmérő IEC 751 alapján Platina használatának okai:  Kémia ellenálló-képesség  Hőmérséklet állandója kellően nagy ahhoz, hogy mérhető ellenállás változás produkáljon a hőmérséklet változásával  Megmunkálás nem befolyásolja a próbatest ellenállását  Közel lineáris összefüggés a hőmérséklet és a ellenállás között

Rt = Ro [1 + At + Bt2 + C(t -100 oC) t3]

α

=

(R100 - Ro) 100 · Ro

értéke 0,00385 oC-1,

A = 3,9083 ·10-3 oC-1 B = - 5,775 ·10-7 oC-2 C = - 4,183 ·10-12 oC-4 R100 az ellenállás 100 oC -on, Ro az ellenállás 0 oC -on.

Számításoknál használjuk a pontos értéket: 0,00385055 oC-1

 Az ellenálláson átfolyó áram és a kapcsain észlelhető feszültségesés mérése (Volt-Amper mérés).

 Az ellenállás mérésére szolgáló mérőhidak használatával

 Ohmmérők ellenállásméréshez kidolgozott olyan kapcsolások, amelyekkel az ismeretlen ellenállás értéke közvetlenül a műszerről leolvasható.

 Az ellenálláson átfolyó áram és a kapcsain észlelhető feszültségesés mérése (Volt-Amper mérés).

Rt

𝑈 𝑅𝑡 𝑅𝑢 = 𝐼 𝑅𝑡 + 𝑅𝑢 …

Rt 

U 1  I 1 U / I Ru

 Az ellenállás mérésére szolgáló mérőhidak használatával

 Rt mérendő  Minden ellenállás ismert  Egyenfeszültség megtáplálás

 DB pontok egyen potenciálon  G zérust mutat

Rt  RN

Rt  RN 

R1 R2

R1  2 Rv R2

 Híd kiegyenlített  Rv mérési hibát okot • vezetékek melegedése

 Az ellenállás mérésére szolgáló mérőhidak használatával – hőmérséklet kompenzálás

R1 R2  Rt  Rv RN  Rv

 R1  R1  Rt  RN  Rv   1 R2  R2 

 Rv kiesik, ha R1 és R2 egyenlő (arányellenállások)  Bekötésnél Rt és RN soros kapcsolásban

 Az ellenállás mérésére szolgáló mérőhidak használatával

 A feszültségérzékelő kapcsokon nagy belső ellenállású (Rbe107) műszerrel mérjük az Rt ellenálláson eső feszültséget.  Rv3 és Rv4 vezeték-ellenállások nem okoznak feszültségmérési hibát, mivel a rajtuk folyó áram rendkívül kicsi nA-A nagyságrendű.  Rv1 és Rv2-n eső feszültséget pedig nem mérjük, mivel a feszültségérzékelő kapcsok közvetlenül az Rt-n vannak elhelyezve.  Az Rv ellenállások értékeinek eltérése a mérés pontosságát nem befolyásolja.

 Hőelem hatás – Seeback effektus

Két különböző vezetőből álló áramkörben hőelektromotoros feszültség jelenik meg, ha a vezetők illesztései különböző hőmérsékleteken vannak.

Hőmérséklet növekedésével különbözőképpen nő a két anyagban töltéshordozók

mozgékonysága.

Melegebből

töltéshordozók

vándorolnak a hidegebb felé.

 Peltier hatás Ha a hőelemen áram folyik, hőátvitel következik be a melegebb illesztéstől a hidegebb felé.

TC

 Csatlakoztatás  Hidegpont kompenzáció  Kompenzációs vezeték

Hidegpont termosztát

TC Ua TM

TV Ua ~ TM - TV

Cu

Jel B

Összetétel Platina-30% -Platina-6% Ródium

Hőmérséklet tartomány 0°C ... 590°C 600°C ... 1190°C 1200°C ... 1810°C

E

Chromega® - Konstantán

-260°C ... 340°C 350°C ... 990°C

J

Vas - Konstantán

-200°C ... 490°C

500°C ... 1190°C K

Chromega® - Alomega®

-260°C ... 290°C 300°C ... 840°C 850°C ... 1370°C

N

R

Nikkel króm ezüst ötv. - Nikkel ezüst ötv.

-260°C ... 490°C

Platina-13% Ródium - Platina

-40°C ... 540°C

500°C ... 1290°C

550°C ... 1140°C 1150°C ... 1760°C S

Platina-10% Ródium - Platina

-40°C ... 540°C 550°C ... 1140°C 1150°C ... 1760°C

T

Réz - Konstantán

-260°C ... 390°C

SITRANS TR200 DIN rail változat  Méréstartomány RTD: -200 °C…850 °C, Hőelem: -200 °C…1820 °C

mV: -1…+1000,  Érzékelő RTD vagy hőelem  Kimenet

4-20 mA (Zöld/piros LED)  Hidegpont kompenzáció 0, 20, 50, 60, 70 °C  Pontosság

tip. 0,25 %  Alkalmazási terület Univerzális alkalmazás

 Méréstartomány RTD: -200 °C…850 °C, Hőelem: -200 °C…1820 °C mV: -1…+1000, A/mA: -12 A…1000 mA

 Érzékelő RTD PT100 (IEC 60751)

SITRANS TH TH100 – RTD érzékelőhöz

 Mérés Két, három vagy négyvezetékes RTD csatlakoztatással

 Kimenet 4-20 mA kétvezetékes kimenet  Pontosság tip. 0,1%

 Alkalmazási terület távadó – Zone2, Zone1, érzékelő – Zone2, Zone1, Zone0  Robbanás védett kivitel II 1G EEx ia IIC T6/T4, PTB 05 ATEX 2049X

Két különböző hőtágulási együtthatóval rendelkező fém összefogva (pl. acél/réz) Alkalmazás: általában védelemként (pl. túlmelegedés ellen)

Legfontosabb jellemzők  Mértékegységek Pa=N/m2, 1 bar=105 Pa, psi – pound/inch2, 14,5 psi=1 bar Pa, MPa, Kpa, bar, torr, atm, psi, g/cm2, inH2O, mmH2O, ftH2O, inHg, mmHg  Nyomás, nyomáskülönbség, vákuum relatív – gauge és abszolút nyomástávadók  Közvetlen nyomásmérők (múlt és jelen) U csöves manométer, ferdecsöves manométer merülőharangos, billenőgyűrűs, dugattyús  Indirekt nyomásmérők (távadó alapelvek) Bourdon csöves, csőmembrános, diafragma típusú mérőeszközök

Távadók, átalakítók  Kapacitív nyomástávadó Egy elektródás, két elektródás  Induktív nyomástávadó Linear Variable Differential Transducer  Rezisztív típusú nyomástávadó Nyúlásmérő bélyeges, piezorezisztív

 Nyomáskülönbség mérők Felépítés, jellemzők  Nyomás és nyomáskülönbség mérők beépítési lehetőségei Gőz, gáz és folyadék mérése, csaptelepek használata

Átszámítási táblázat

Siemens DS III érzékelő Si membrán

Piezorezisztív érzékelő

P Tartó cső Si hordozó

Hőmérséklet érzékelő

Piezorezisztivitásnak nevezzük azt a jelenséget, amikor a vezető vagy félvezető anyag mechanikai deformációk hatására megváltoztatja elektromos ellenállását.

érzékelő

_

elválasztó membrán

+

membrán

túlterhelés

dP 0…100% elválasztó membrán

P +

mérő membrán

érzékelő

P-

P

Kompakt sorozat

P200 sorozat

DP250

DS III sorozat

P280 sorozat

P300 sorozat

SITRANS P210  Méréstartomány

100…600 mbar relatív nyomás  Érzékelő piezorezisztív (SS membrán)  Kimenet

4-20 mA, két vezetékes, vagy 0-10 V, 3 vezetékes  Pontosság tip. 0,25 %, max. 0,5 %  Alkalmazási terület

energiaipar, gépgyártás, vegyipar, vízművek, hajóipar  Technológiai csatlakozás G½” male, ¼”-18 NPT male (female), M20x1,5 male, special version

SITRANS P250

P300 Series  Méréstartomány 4…400 bar (OR: 600) relatív nyomás, 1…30 bar (100 bar) abszolút nyomás

SITRANS P500  Alkalmazási terület: nyomáskülönbség, áramlás szintmérés.  Méréstartomány 1,25…250 – 6,25…1250 mbar, Pstat: 160 bar  Egyéb jellemzők A DSIII adataival megegyező

Felhasználási terület

 Hőmérséklet magasabb, mint a távadó specifikációja  A közeg korrozív

 A közeg viszkozitása, vagy a szilárd anyag tartalma magas  A közeg pulzál  A közeg polimerizálódik, vagy kristályosodik mérés közben

 A folyamat érdekében tisztán kell tartani az érzékelési helyet (gyógyszeripar)

gáz, gőz folyadék

dp folyadék