Принципиальная схемаравновесного моста
Устройство:
ab; bc; cd; ad - плечи моста;
ас; bd -диагонали моста;
ас - диагональ питания;
bd - измерительная диагональ;
R1, R2 - постоянные сопротивления из манганина;
Rр - переменное калиброванное сопротивление из манганина (реохорд);
Rл - сопротивление линий (соединительных проводов);
Rt- термометр сопротивления;
НП – нуль - прибор
Термометр сопротивления, величина сопротивления которого должна быть измерена, включается в одно из плеч моста посредством соединительных проводов, имеющих сопротивление Rл. Другие плечи моста состоят из постоянных манганиновых сопротивлений R1 и R2 и переменного калиброванного сопротивления реохорда Rp, выполненного из манганина.
К одной диагонали моста подведен постоянный или переменный ток, в другую диагональ моста включен нуль - прибор.
В основу работы моста положен принцип равновесия. Он гласит: «Мост находится в равновесии, если произведения сопротивлений противолежащих плеч равны». При равновесии моста удовлетворяется равенство:
R1(Rt + 2Rл) = R2 ∙ Rp,
откуда 
В этом случае разность потенциалов Ubd= 0, ток не будет протекать через НП, и стрелка установится на нулевой отметке.
При изменении измеряемой температуры величина Rt изменится, и мост разбалансируется.
Чтобы восстановить равновесие, необходимо при постоянных сопротивлениях R1, R2, Rл изменить величину сопротивления реохорда Rр, переместив его движок.
Таким образом, если откалибровать сопротивление Rр, то по положению его движка при равновесии моста можно однозначно судить о величине сопротивления Rt и, следовательно, об измеряемой температуре
НО 0,2 кгс/см2 С повышением давления воздуха клапан ВЗ закрывается. При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВЗ - открыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью закрыт. 2) Клапан ВО - воздух открывает. Это клапан обратного действия. Его ещё называют нормально закрытым (НЗ). Клапан ВО с повышением давления воздуха открывается. При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВО - закрыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью открыт. ВО 1 кгс/см2 НЗ 0,2 кгс/см Выбор клапанов Клапаны типа ВЗ применяются в том случае, когда при аварийном прекращении подачи сжатого воздуха на клапан по технологическим условиям более безопасно иметь открытую линию, в противном случае ставят клапан ВО. Например, на линии топлива, подаваемого к печам при регулировании температуры, необходимо поставить клапан ВО, который в случае отсутствия воздуха КИП перекроет трубопровод и прекратит подачу топлива. 
1 – седло 2 – Затвор 3 – Мембрана 4 – Пружина 5 – Шток 6 – Уплотнение 7 – Лубрикатор · 8 – Тепловые ребра Пневматические клапаны бывают двух типов: В3 и ВО. 1) Клапан ВЗ (воздух закрывает) - клапан прямого действия, (НО - нормально открытый). ВЗ 1 кгс/см2 НО 0,2 кгс/см2 С повышением давления воздуха клапан ВЗ закрывается. При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВЗ - открыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью закрыт. 2) Клапан ВО - воздух открывает. Это клапан обратного действия. Его ещё называют нормально закрытым (НЗ). Клапан ВО с повышением давления воздуха открывается. При давлении 0,2 кгс/см2 клапан ВО - закрыт, при давлении, равном 1 кгс/см2 полностью открыт. ВО 1 кгс/см2 НЗ 0,2 кгс/см Выбор клапанов Клапаны типа ВЗ применяются в том случае, когда при аварийном прекращении подачи сжатого воздуха на клапан по технологическим условиям более безопасно иметь открытую линию, в противном случае ставят клапан ВО. Например, на линии топлива, подаваемого к печам при регулировании температуры, необходимо поставить клапан ВО, который в случае отсутствия воздуха КИП перекроет трубопровод и прекратит подачу топлива. 
Ионы водорода Источник тепла Дымовые газы Электроды Разность потенциалов 
801 -1 термопара 801 -2 барьер искробезопасности входной 801 -3 барьер искробезопасности выходной 801 -4электропневмопозиционер 801 -5регулирующий клапан | Билет № 9 | |||||
| 1. | Температура (определение) и температурные шкалы. Формулы перевода. Классификация приборов для измерения температуры. Температура - это физическая величина, характеризующая тепловое состояние тела. . Температуру в термодинамической шкале обозначают в 0К, а в практической шкале - в 0С. Формулы перевода температуры из одной шкалы в другую: Т (К)= Т(0С) +273,15 Т(0С) =5/9(Т(0F) – 32) Классификация приборов для измерения температуры В зависимости от методики измерений все типы термометров делятся на 2 класса: контактные и бесконтактные. Контактные – их отличительной особенностью является необходимость теплового контакта между датчиком термометра и средой, температура которой измеряется. Контактные приборы по принципу измерения делятся на: 1. Термометры расширения. 2. Манометрические термометры. 3. Термометры сопротивления. 4. Термопары. Бесконтактные - это такие термометры, для измерения которыми нет необходимостив тепловом контакте среды и прибора, а достаточно измерений собственного теплового или оптического излучения. Бесконтактные делятся на: 1. пирометры излучения; 2. радиометры; 3. тепловизоры. | ||||
Полупроводниковые тензопреобразователи. Структурная схема тензорезисторного преобразователя давления. .Чувствительный элемент состоит из сапфировой подложки3, на которую диффузионным способом нанесены тензорезисторы 4 (чаще всего в виде уравновешенного измерительного моста Уитстона). Подложка припаяна твердым припоем 2 к титановой мембране 1.  .Чувствительный элемент полупроводникового тензопреобразователя: 1- титановая мембрана; 2- серебросодержащий припой; 3- сапфировая подложка; 4 – тензорезисторы; Чувствительный элемент включается в общуюизмерительную цепь преобразователя давления, структурная схема которого представлена на рис.3.17. Деформация измерительной мембраны под воздействием внешнего давления Р приводит к локальным деформациям тензорезисторного моста, состоящего из постоянных тензорезисторов R2,R3,R4 и переменногоR1. .В результате происходит разбаланс моста, который преобразуется электронным блоком в унифицированный выходной электрический сигнал.  | |||||
| 3. | Электромагнитные расходомеры. Объяснить закон Фарадея.  Расходомеры электромагнитные состоят из сенсора расхода и преобразователя. Сенсор расхода устанавливается непосредственно в трубопровод и представляет собой трубу из нержавеющей стали (футерованную неэлектропроводным материалом), с приваренными к ней фланцами (для фланцевого исполнения); на трубе установлены две катушки индуктивности (индуктор) и два изолированных от трубы электрода. Электроды и индуктор герметично защищены кожухом, состоящим из двух полуцилиндров, приваренных к двум кольцам, установленным на трубе. К кожуху крепится стойка, на которой размещена плата с клеммами для подключения к преобразователю. В корпусе преобразователя установлены электронный блок, локальный операторский интерфейс ЛОИ (опция), выходные клеммы, клеммы питания и заземления. Принцип действия электромагнитного расходомера основан на взаимодействии движущейся электропроводной жидкости с магнитным полем, подчиняющемся закону электромагнитной индукции. ЭДС индуцируется в жидкости при пересечении ею магнитного поля, создаваемого катушками индуктивности, и снимается с двух измерительных электродов, контактирующих с жидкостью и расположенных в направлении, перпендикулярном как к направлению движения жидкости, так и направлению силовых линий магнитного поля. Измеряемая разность потенциалов, прямопропорциональная объемному расходу жидкости, подается в электронный блок преобразователя, где усиливается и обрабатывается, формируя выходные сигналы расходомера. Закон Фарадея В жидкости, пересекающей магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная скорости движения жидкости. Известно, что в движущемся проводнике, пересекающем силовые линии постоянного магнитного поля, индуктируется ЭДС, величина которой определяется по формуле: Е = Вlv E- индуктируемая в проводнике ЭДС; B- магнитная индукция; v- скорость движения проводника. | ||||
| 4. | Устройство кабельных термопар. Их достоинства Термопары ТХА/ТХК МЕТРАН -200 – термопары новой технологии. Чувствительный элемент изготовлен из термопарного кабеля КТМС – ХА/ХК  В настоящее время во всём мире широкое распространение получили термоэлектрические преобразователи, изготавливаемые из термопарного кабеля. Он представляет собой гибкую металлическую трубку с расположенными внутри неё одной или двумя парами термоэлектродов, расположенными параллельно друг другу. Пространство вокруг термоэлектродов заполнено сильно уплотнённой мелкодисперсной минеральной изоляцией.  Термопарный кабель с одной или двумя парами термоэлектродов: 1 - оболочка кабеля; 2 - минеральная изоляция (MgO); 3 - термоэлектроды В РФ выпускают термопарный кабель с двумя типами термоэлектродов: КТМС-ХА и КТМС-ХК (кабель термопарный с минеральной изоляцией в стальной оболочке с хромель-алюмелевыми или хромель-копелевыми термоэлектродами) диаметром от 0,9 до 7,2 мм с изоляцией из электротех- ническогопериклаза. Оболочка кабеля изготовлена из жаростойкой стали или сплава. Термопарный кабель за счёт высокой плотности заполнения периклазом выдерживает изгиб на 180° вокруг цилиндра диаметром, равным пятикратному диаметру кабеля. Достоинства кабельных термопар: • более высокие термоэлектрическая стабильность и рабочий ресурс по сравнению с проволочными термопреобразователями (в 2-3 раза); • возможность изгиба, монтажа в труднодоступных местах, в кабельных каналах, при этом длина ТП может достигать 60-100 метров. Термопары можно приваривать, припаивать или просто прижимать к поверхности для измерения её температуры; • малый показатель тепловой инерции, позволяющий применять их для регистрации быстропротекающих процессов; • универсальность применения для различных условий эксплуата- ции, хорошая технологичность, малая материалоёмкость; • способность выдерживать большие рабочие давления; • возможность изготовления на их основе термопреобразователей в защитных чехлах блочно-модульного исполнения, обеспечивающих дополнительную защиту термоэлектродов от воздействия рабочей среды и создающих возможность оперативной замены чувствительного элемента. | ||||
| 5. | Каскадные схемы регулирования. Привести пример.  Расход теплоносителя в кипятильник регулируется, клапан стоит на этой же линии, с коррекцией по температуре в кубе колонны. 800 – 1 сужающее устройство 800-2 дифманометр 800- 3 барьер искробезопасности входной 800-4 барьер искробезопасности выходной 800-5 электропневмопозиционер 800-6 регулирующий клапан 801 -1 термопара 801 -2 барьер искробезопасности входной | ||||
| Билет № 10 | |||||
| 1. | Метрология. Измерение. Методы измерений (привести примеры). Метрология - это наука об измерениях. Одна из задач метрологии - поверка и испытание мер и измерительных приборов для установления точности и надежности их действия. Измерение - это сравнение измеряемой величины с другой величиной, принятой за единицу измерения. Методы измерения делятся на: а) прямые (непосредственные) - измерение давления; б) косвенные - измерение расхода; в) совокупные (используются редко). | ||||
| 2. | Расходомеры переменного перепада давления. Виды сужающих устройств. График изменения давления на сужающем устройстве. Действие этих приборов основано на возникновении перепада давления на установленном внутри трубопровода сужающем устройстве (СУ). Перепад давления обозначается DP и определяется по формуле: DP = Р1 - Р2 где Р1 - давление до сужающего устройства; Р2 - давление после сужающего устройства. Перепад давления измеряется дифманометром, зависит от расхода протекающего вещества и может служить мерой расхода. Эти расходомеры широко распространены в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности, т.к. обеспечивают: 1) возможность в широком диапазоне измерять расходы жидкостей, газов и паров при различных температурах и давлениях; 2) относительно высокую точность измерения; 3) регистрацию показаний и передачу их на расстояние; В комплект расходомера входят: 1) сужающее устройство; 2) дифманометр; 3) линии связи. СУ предназначено для создания в трубопроводе переменного перепада давления. Дифманометр предназначен для измерения этого перепада давления и преобразования его в пневматический или электрический сигнал с выходом на вторичный прибор. Зависимость между расходом и перепадом давления – квадратичная. Поэтому шкала у дифманометров неравномерная (квадратичная).  где: Q- массовый расход; α - коэффициент расхода; Fo - диаметр отверстия сужающего устройства; ΔР - перепад давления; ρ - плотность жидкости Виды сужающих устройств: 1) нормальная бескамерная диафрагма (дисковая); 2) нормальная камерная диафрагма (кольцевая); 3) нормальное сопло; 4) нормальное сопло Вентури; 5) нормальная труба Вентури.  График изменения давления до и после сужающего устройства. Р1' – давление в трубопроводе; Р1 – давление до диафрагмы; Р2 – давление после диафрагмы; Р2'– давление в самой узкой части струи; Рп – потеря давления на диафрагме; Р1 - Р2=DP – перепад давления на диафрагме. | ||||
| 3. | Инфракрасный метод анализа. Сигнализаторы загазованности. Анализируемый окружающий воздух поступает в кювету в результате тепловых конвекционных потоков. Инфракрасный излучатель генерирует широкополосный модулируемый луч (можно видеть мигание видимых компонент). Луч проходит через выходную апертуру и дважды пересекает кювету. Параллельное зеркало отражает луч, направляя его на детекторы измерительный D1 и опорный D2 в оптическом модуле. Для предотвращения конденсации атмосферной влаги кювета нагревается. На длинах волн, характерных для углеводородных компонент воздуха, поглощение ИК-луча усиливается, и соответственно снижается сигнал на детекторе D1. Стабильность точки нуля обеспечивается наличием опорного детектора D2, который компенсирует влияние загрязнения зеркала и окна, а также колебания яркости инфракрасного излучателя. Второй внутренний излучатель компенсирует термический дрейф и старение детекторов или ламп. Совместное использование двух этих способов компенсации обеспечивает максимальную стабильность.  В ОАО «ТАИФ-НК» применяются сигнализаторы загазованности: Фирма Dräger: модель Polytron 2IR ФирмаGeneralMonitors: модельIR2100 | ||||
| 4. | Интеллектуальный датчик. Его структурная схема.
| ||||
| 5. | Нарисовать схему контроля давления в трубопроводе и выбрать приборы  Давление верха колонны контролируется и сигнализируется Поз. 601-1 – датчик давления дистанционный Поз.601-2 – барьер искробезопасности входной | ||||
| Билет № 11 | |||||
| 1. | Классификация измерительных преобразователей по принципу действия. | ||||
| 2. | Волноводные уровнемеры. Данный тип уровнемеров относится к уровнемерам контактного типа. Принцип действия волноводного уровнемера основан на технологии рефлектометрии с временным разрешением TDR (TimeDomainReflectometry). Микроволновые радиоимпульсы малой мощности направляются вниз по зонду, погруженному в технологическую среду, уровень которой нужно определить (рис.5.20). Когда радиоимпульс достигает среды с коэффициентом диэлектрической проницаемости, отличной от проницаемости газа над поверхностью среды, то из-за разности коэффициентов диэлектрических проницаемостей происходит отражение микроволнового сигнала в обратном направлении. Временной интервал между моментом передачи зондирующего импульса и моментом приема эхо-сигнала пропорционален расстоянию до уровня контролируемой среды. Аналогичным образом измеряется расстояние между датчиком и границей раздела двух жидких сред с различными коэффициентами диэлектрической проницаемости. Интенсивность отраженного сигнала зависит от диэлектрической проницаемости среды. Чем выше диэлектрическая проницаемость, тем выше интенсивность отраженного сигнала. Волноводная технология имеет ряд преимуществ по сравнению с другими методами измерения уровня, поскольку радиоимпульсы практически невосприимчивы к составу среды, атмосфере резервуара, температуре и давлению.  Рис. 5.20. Схема измерения уровня волноводным уровнемером Поскольку радиоимпульсы направляются по зонду, а не свободно распространяются в пространстве резервуара, то волноводная технология может с успехом применяться для малых и узких резервуаров, а также для резервуаров с узкими горловинами. В случае необходимости съемная голова датчика позволяет заменять модуль электроники, не нарушая герметичности резервуара, что может быть важно при измерении уровня сжиженных газов и аммиака. Волноводный уровнемер (рис 5.21) включает следующие основные элементы: корпус, электронный модуль, фланцевое или резьбовое соединение с резервуаром и зонд. Корпус уровнемера, состоящий из двух независимых отсеков (отсек электроники и клеммный отсек для подключения кабелей), может быть снят с зонда, при этом открывать резервуар не требуется. Кроме того, корпус такой конструкции повышает надежность и безопасность уровнемера при эксплуатации в опасных производствах. Электронный модуль излучает электромагнитные импульсы, которые распространяются по зонду, выполняет обработку отраженного (принятого) сигнала и выдает информацию в виде аналогового или цифрового сигнала на встроенный жидкокристаллический индикатор или в систему измерения. 
Коаксиальный зонд (рис. 5.22) – оптимальное решение для измерения уровня внешней поверхности и уровня раздела двух жидкостей, например, растворителей, спиртов, водных растворов, сжиженных газов и жидкого аммиака. Коаксиальный зонд обеспечивает самое высокое отношение сигнал/шум. Рекомендуется для измерения уровня жидкостей с низкой диэлектрической проницаемостью, а также для измерений в условиях турбулентности, в присутствии пены или потоков жидкости или пара вблизи зонда (оболочка коаксиального зонда работает как успокоительный колодец).
Рис. 5.22. Типы зондов волноводных уровнемеров: а) коаксиальный; б) жесткий двухстержневой; в) гибкий двухпроводный; г) жесткий одностержневой; д) гибкий однопроводный Он может использоваться в условиях электромагнитных помех, допускается контакт зонда с металлическими конструкциями. Не рекомендуется для сред, склонных к кристаллизации или налипанию, а также для по рошков. Максимальный диапазон измерений при использовании коаксиального зонда составляет 6 м. Двухстержневой жесткий (рис. 5.22, б) или двухпроводной гибкий (рис. 5.22, в) зонды рекомендуются при измерении уровня жидкостей (неф- тепродукты, растворители, водные растворы и т.п.). Возможно применение для измерения уровня и раздела жидких сред. Могут применяться с более вязкими жидкостями, чем рекомендовано для коаксиального зонда, однако не следует применять этот зонд для липких продуктов, когда существует вероятность налипания и образования перемычек между двумя стержнями или проводами зонда. Двухстержневой зонд с жесткими стержнями подходит для измерений в диапазоне до 3 м. Для гибкого двухпроводного зонда диапазон измерений до 23,5 м. Одностержневой жесткий (рис. 5.22, г) или однопроводной гибкий (рис. 5.22, д) зонды менее восприимчивы к налипанию среды и образованию наростов. Они могут применяться для вязких жидкостей, взвесей, водных растворов и алкогольных напитков, а также использоваться для санитарных целей в пищевой и фармацевтической промышленности. Можно использовать для измерения уровня твердых частиц, гранул и порошков, например, зерна, песка, сажи и т.п. Применяются для измерения уровня вязких жидкостей, например, сиропа, меда и т.п., а также водных растворов. Одностержневой зонд рекомендуется для измерений в диапазоне до 3 м, а однопроводный гибкий - до 23,5 м. | ||||
| 3. | Определить по прибору допустимую заводскую погрешность. Определение допустимой заводской погрешности прибора . Ее определяют по формуле:  , гдеgпр - относительная приведенная погрешность (численно равна классу точности, но выражается в %); Х - полный предел шкалы; DA – допустимая заводская погрешность. Допустимая погрешность - это наибольшая погрешность показания прибора, допустимая нормами. При величине допустимой погрешности указывают ее знаки ± или один из них. Пример: Манометр имеет предел измерения от 0 до 6 кгс/см2. Класс точности прибора равен 2,5. Определить допустимую заводскую погрешность. Х = 6 кгс/см2gпр× Х gпр = 2,5 % DА = 100 % DА = ? 2,5 × 6 DА = = ± 0,15 кгс/см2 | ||||
| 4. | Должностная инструкция прибориста а. | ||||
| 5. | Нарисовать схему контроля расхода сырья в трубопроводе и выбрать приборы.  504 -1 сужающееустройство 504 -2 дифманометр 504 -3 барьер искробезопасности входной | ||||
| Билет № 12 | |||||
| 1. | Уровень (определение). Классификация уровнемеров. Уровень– это расстояние от верхней поверхности жидкости или сыпучего продукта, находящегося в резервуаре, до любой произвольно выбранной отметки выше или ниже этой поверхности. Уровень - это высота столба рабочей жидкости в аппаратах. Уровень измеряется в мм, см, м. Приборы для измерения уровня называются уровнемерами. Классификация уровнемеров по принципу действия: - визуальные; - поплавковые, в которых для измерения уровня используется поплавок или другое тело, находящееся на поверхности жидкости; - буйковые, в которых для измерения уровня используется массивное тело (буёк), частично погружаемое в жидкость; - гидростатические, основанные на измерении гидростатического давления столба жидкости; электрические, в которых величины электрических параметров за- висят от уровня жидкости; - ультразвуковые, основанные на принципе отражения от поверхности звуковых волн; - радарные и волноводные, основанные на принципе отражения от поверхности сигнала высокой частоты (СВЧ); -радиоизотопные, основанные на использовании интенсивности потока ядерных излучений, зависящих от уровня жидкости. При выборе уровнемера необходимо учитывать такие физические и химические свойства контролируемой среды, как температура, абразивные свойства, вязкость, электрическая проводимость, химическая агрессивность и т.д. Кроме того, следует принимать во внимание рабочие условия в резервуаре или около него: давление, вакуум, нагревание, охлаждение, способ заполнения или опорожнения (пневматический или механический), наличие мешалки, пожаро- и взрывоопасность и другие. | ||||
| 2. | Ультразвуковые расходомеры. | ||||
| 3. | Циркониевый метод измерения концентрации кислорода. | ||||
| 4. | Устройство сенсора (тензорезистивного, пьезоэлектрического, ёмкостного). | ||||
| 5. | Нарисовать схему контроля и сигнализации уровня в ёмкости и выбрать приборы. |
| Билет № 13 | |
| 1. | Сущность рН – метрии. Водородный показатель рН. Шкала рН для растворов. Методы определения рН. |
| 2. | Назначение функциональных кнопок коммуникатора, основные кнопки на дисплее. |
| 3. | Газоанализатор (термокаталитический) горючих газов и паров. |
| 4. | Понятие «вариация». |
| 5. | Нарисовать схему контроля температуры продукта в трубопроводе и выбрать приборы. |
| Билет № 14 | |
| 1. | Цель автоматического регулирования. Структурная схема САР. Целью автоматического регулированияявляется поддержание параметров на определенном заданном уровне. Структурная схема САР САР - система автоматического регулирования. Она включает в себя объект регулирования с присоединенным к нему автоматическим регулятором. Объект, в котором осуществляется технологический процесс, называется объектом регулирования (колонна, теплообменник, емкость). САР представляет собой замкнутую цепь и имеет следующую структурную схему:  Устройство: 1 - объект регулирования; 2 - датчик; 3 - автоматический регулятор; 4 - регулирующий клапан. Возмущающие воздействия (t) вызывают отклонение регулируемого параметра от заданного значения. Этот сигнал воспринимается датчиком и передается на автоматический регулятор. Регулятор сравнивает ф теки фзад и вырабатывает регулирующее воздействие которое через регулирующий клапан 4 направляется на объект регулирования с целью уменьшения этого рассогласования. |
| 2. | Классификация электрических датчиков давления и их принцип действия. Подавляющее большинствосовременныхобщепромышленных ИПДреализованонаосноветрехосновныхпринципов: 1)емкостные–используютупругийчувствительныйэлементввиде конденсатораспеременнымзазором:смещение илипрогибподдействием прилагаемогодавленияподвижногоэлектрода-мембраны относительно неподвижногоизменяетегоёмкость; 2)пьезоэлектрические–основаныназависимостиполяризованного зарядаилирезонанснойчастотыпьезокристаллов: кварца,турмалинаи другихотприлагаемогокнимдавления; 3)тензорезисторные–используютзависимостьактивногосопротивленияпроводникаилиполупроводникаотстепениегодеформации. |
| 3. | Подключение интеллектуального датчика на рабочем столе. |
| 4. | Расходомеры постоянного перепада давления (ротаметры) Действие этих приборов основано на перемещении ЧЭ (поплавка), установленного в вертикальной конической расширяющейся к верху трубке. Через нее снизу вверх подается вещество, расход которого измеряется. При изменении расхода жидкости газа или пара поплавок перемещается вверх, изменяется проходное сечение между поплавком и внутренними стенками трубки. Высота подъема поплавка зависит от расхода вещества. Перепад давления на поплавке при его перемещении вдоль оси трубки остается постоянным. Достоинства ротаметров: - могут измерять малые расходы; - имеют равномерную шкалу; - большой диапазон измерения. Ротаметр стеклянный Измерительная часть у ротаметра вертикальная коническая трубка из стекла с помещенным в нее поплавком. Поплавок изготовлен из эбонита алюминия, стали. Измеряемый поток проходит по трубке снизу вверх. Изменение расхода вещества вызывает перемещение поплавка на некоторую высоту. Предположим, что под влиянием потока поплавок поднялся на некоторую высоту и остановился во взвешенном состоянии. При этом силы, действующие на поплавок, уравновешиваются. Рис. 3.11 Ротаметр стеклянный Устройство: 1 – стеклянная коническая трубка; 2 – поплавок; 3 – шкала. На поплавок действуют силы: а) сверху вниз – вес поплавка Gn и сила давления потока Р2S. F2 = Gn+Р2S, где S-площадь наибольшего поперечного сечения поплавка, Р2 - среднее давление потока на поплавок с верху. б) снизу вверх – сила давления потока F1 = Р1S. В момент равновесия F1= F2 , Gn+Р2S = Р1S Решая уравнение, получим:  Полученное выражение показывает, что перепад давления на поплавке зависит от размеров поплавка и его веса, которые для определенной конструкции постоянны. Следовательно, перепад давления на поплавке ротаметра есть величина постоянная. ∆Р = const. Такие приборы служат для местных измерений. Ротаметр может работать только в вертикальном положении. Ротаметр со стеклянной трубкой изготавливают на давление, не превышающее 600 кПа. При более высоком давлении измеряемой среды, а также для измерения расхода пара, применяют ротаметры с металлической трубкой. |
| 5. | Нарисовать схему регулирования давления в трубопроводе и выбрать приборы.  800 -1 датчик избыточного давления 800 -2барьер искробезопасности входной 800 -3 барьер искробезопасности выходной 800 -4электропневматический позиционер; 800 -5 регулирующий кл |
| Билет № 15 | |
| 1. | Назначение компенсационных проводов. |
| 2. | Датчики сопротивления. Мост Уинстона постоянного тока. Преобразователь для термометра сопротивления (интеллектуальный), структурная схема. |
| 3. | Принцип действия тензорезисторных преобразователей давления. |
| 4. | Сформулировать закон Архимеда. Формула выталкивающей силы. Закон Архимеда: На тело, погружённое в жидкость, действует выталкивающая сила, равная весу жидкости, вытесненной этим телом. Fвыт=πR2lγ где π = 3,14; R - радиус буйка; l - длина буйка; γ- удельный вес жидкости. |
| 5. | Нарисовать схему регулирования расхода сырья в трубопроводе и выбрать приборы. |
| Билет № 16 | |
| 1. | Подключение интеллектуальных приборов. Помехи, способы уменьшения интерференции (наводки). |
| 2. | Сформулировать условие равновесия мостовой схемы. В основу работы моста положен принцип равновесия. Он гласит: «Мост находится в равновесии, если произведения сопротивлений противолежащих плеч равны». |
| 3. | Устройство тензорезистивного сенсора. |
| 4. | Как осуществляется термокомпенсация холодного спая? Назначение термокомпенсационных проводов и требования, предъявляемые к ним. |
| 5. | Нарисовать схему регулирования уровня в ёмкости и выбрать приборы. |
| Билет № 17 | |||
| 1. | Определить по прибору его метрологические характеристики (полный предел шкалы, цена деления, чувствительность, класс точности) I Полный предел шкалы - определяется по формуле: X = Xmax - Хmin где: Xmax - конечное значение шкалы; Xmin - начальное значение шкалы. Для односторонней шкалы: X = Xmax II Цена деления шкалы - это значение измеряемой величины, соответствующее одному делению шкалы. Ценой деления называется значение измеряемой величины, вызывающее отклонение указателя прибора на одно деление.  где: С - цена деления; DX - изменение измеряемой величины; Dn - перемещение указателя, выраженное в делениях шкалы. III Чувствительность Чувствительность и цена деления - это взаимообратные величины.  , где S - чувствительность. Чем больше цена деления, тем меньше чувствительность и наоборот. Чувствительностью прибора называют отношение перемещения его указателя к изменению значения величины, вызывающей это перемещение.  , где S - чувствительность; Dn - перемещение указателя (угловое или линейное); DХ - изменение величины, вызывающей это перемещение. IV Класс точности Класс точности - это величина относительной приведенной погрешности. Класс точности присваивается прибору при его изготовлении и наносится на шкалу прибора. Класс точности не имеет единицы измерения. Стандартный ряд классов точности: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0. Чем класс точности выше, тем прибор точнее. В промышленности применяют в основном приборы классов: 0,5; 1,0; 1,5. Класс точности 1,5, например, означает, что наибольшая допустимая погрешность при измерении этими приборами не должна превышать 1,5 % от предела измерения. | ||
| 2. | Пьезоэлектрические датчики, принцип действия (прямой пьезоэффект, обратный пьезоэффект). Действиепьезоэлектрическихпреобразователей основанонасвойственекоторыхкристаллических веществсоздаватьэлектрическиезаряды поддействиеммеханической силы.Этоявление,называемоепьезоэффектом,характернодлякристаллов кварца,турмалина, сегнетовойсоли,титанатабарияинекоторыхдругихвеществ.Особенностью пьезоэффекта являетсяегобезынерционность.Зарядывозникаютмгновенновмоментприложениясилы.Это обстоятельстводелаетпьезоэлектрическиеприборынезаменимымиприизмерениииисследованиибыстропротекающихпроцессов, связанных с изменением давления (индицирование быстроходных двигателей,изучениеявленийкавитации,взрывныхреакцийит.п.). Дляизготовленияпьезоэлектрических датчиковнаиболеешироко применяюткварц,сочетающийхорошиепьезоэлектрические свойствас большоймеханической прочностью,высокимиизоляционными свойствамиинезависимостьюпьезоэлектрическойхарактеристикивширокихпределахотизменениятемпературы. Элементарнойструктурнойячейкойявляетсяшестиграннаяпризма (рис.3.13).  Рис.3.13.Схемакристаллакварца ВкристаллахкварцаразличаютпродольнуюосьZZ,называемуюоп- тическойосью,осьXX,проходящую черезребрапризмы(электрическую ось),иосьYY,проходящуючерезсерединыпротиволежащих граней(ме- ханическаяилинейтральная). Еслиизкристаллакварцавырезатьпаралле- лепипедтак,чтобыегогранибылирасположеныперпендикулярноосям YYиXX,тоонбудетобладатьпьезоэлектрическимисвойствами.Силы, приложенныекпараллелепипедувнаправленииосиZZ, невызываютэлек- тризации,арастягивающаяилисжимающаясилыFx,приложенныевна- правленииэлектрическойоси,вызываютпоявлениеразноименныхзарядов награнях,перпендикулярныхкэтойоси(продольныйпьезоэффект).Заряд, возникающийнагранях,равен: qx=kFx=k·Px·Sx, (3.6) гдеPxи Fx- давлениеи сила,действующиенагрань;Sx- площадьграни;k- постояннаявеличина,такназываемый,пьезоэлектрическиймодуль. Пьезоэлектрическая постояннаякварцапрактическинезависитот температурыдо500°С.При температуревыше500°Сона быстроуменьша- етсяипритемпературе570°Сстановитсяравнойнулю,т.е.кварцтеряет пьезоэлектрическиесвойства.Пьезоэлектрическиеприборыпозволяютиз- мерятьдавлениедо100МПа; | ||
| 3. | Визуальные и поплавковые уровнемеры.
 Работа этих уровнемеров основана на принципе сообщающихся сосудов. Стеклянная трубка соединяется с сосудом нижним концом (для открытых сосудов) или обоими концами (для сосудов с избыточным давлением и разрежением). Наблюдая за положением уровня в стеклянной трубке, можно судить об изменении уровня в сосуде. Указательные стекла применяются для местного измерения уровня в аппаратах. Их длина не превышает 1,5 м. Если нужно измерить более высокий уровень, то применяют несколько указательных стекол. Их устанавливают так, чтобы верх предыдущего стекла перекрывал низ последующего стекла. Поплавковые уровнемеры
Поплавок подвешен на гибком тросе, перекинутом через ролики. На другом конце троса укреплен груз для поддержания постоянного натяжения троса. На грузе закреплена стрелка, показывающая на шкале уровень жидкости. Недостатки этих уровнемеров: 1. перевернутая шкала (с нулём у верхнего края бака); 2. трудность отсчета в начале шкалы у высокого резервуара; 3. возможность коррозии и протравления тонких стенок поплавка, что приводит к его потоплению Наши рекомендации |
