Термопреобразователи сопротивления iTHERM CompactLine

Назначение

Термопреобразователи сопротивления iTHERM CompactLine (далее по тексту -термопреобразователи или ТС) предназначены для измерений температуры жидких и газообразных сред, химически неагрессивных к материалу защитной оболочки измерительной части ТС.

Описание

Принцип действия термопреобразователей основан на зависимости электрического сопротивления чувствительного элемента (далее - ЧЭ) ТС от измеряемой температуры. Опционально может осуществляться преобразование сопротивления ЧЭ ТС в цифровой сигнал промышленной коммуникационной сети IO-link или в дискретные сигналы управления внешними электрическими цепями при помощи встроенного транзисторного PNP-выхода (реле), и в унифицированный аналоговый выходной сигнал постоянного тока в диапазоне от 4 до 20 мА.

ТС iTHERM CompactLine изготавливаются следующей модели: TM311.

Модель ТС имеет исполнения, различающиеся по типу чувствительного элемента, по метрологическим и техническим характеристикам (в т.ч. по типу выходного сигнала), а также по конструкции корпуса и типу присоединения к процессу.

Термопреобразователи представляют собой компактную неразборную моноблочную конструкцию из нержавеющей стали и выполнены в виде корпуса цилиндрической формы с присоединенной измерительной частью, имеющей различные типы монтажных элементов для присоединения к процессу измерений. В корпусе ТС опционально может быть размещен электронный модуль для осуществления аналого-цифрового и цифро-аналогового преобразования результата измерений. Измерительная часть состоит из одного тонкопленочного платинового ЧЭ с номинальной статической характеристикой (НСХ) преобразования типа «Pt100» по ГОСТ 6651-2009 (МЭК 60751) и 4-х проводной схемой соединения внутренних проводов.

ТС могут быть изготовлены с ЧЭ двух типов, различающихся по конструкции: TF (базовый вариант) и iTHERM TipSens (специальный вариант). ЧЭ типа iTERM TipSens обладает меньшим временем термической реакции по сравнению с базовым вариантом.

Электрическое подсоединение к измерительной цепи ТС осуществляется при помощи разъема типа «М12» с четырьмя выводами и кодировкой «А» по МЭК 61076-2-101, расположенного в торцевой части корпуса ТС.

ТС могут комплектоваться дополнительными защитными термогильзами различной конструкции, изготовленными из нержавеющей стали или из других материалов.

Заводской (серийный) номер в виде буквенно-цифрового кода наносится на корпус ТС при помощи наклейки и (или) шильдика при помощи гравировки. Конструкция ТС не предусматривает нанесение знака поверки на средство измерений.

Фотографии общего вида термопреобразователей и ТС с указанием места нанесения заводского (серийного) номера приведены на рисунках 1-2.

Рисунок 2 - Место нанесения заводского (серийного) номера Пломбирование ТС не предусмотрено.

Программное обеспечение

Программное обеспечение (ПО) термопреобразователей со встроенным электронным модулем состоит из встроенного и автономного ПО.

Обработка результатов измерений и вычислений (метрологически значимая часть ПО) проводится по специальным расчетным соотношениям, сохраняемых во встроенной программе (Firmware). Данное ПО недоступно пользователю и не подлежит изменению на протяжении всего времени функционирования изделия, что соответствует уровню защиты «высокий» в соответствии с рекомендацией по метрологии Р 50.2.077-2014.

Идентификационные данные встроенной части ПО приведены в таблице 1.

Автономное программное обеспечение FieldCare реализовано в виде файлов операционной системы и предназначено для отображения результатов измерений.

Коммуникационный интерфейс IO-Link, обеспечивает двусторонний обмен данными между ТС и устройствами, поддерживающими IO-Link и подключенными к мастеру. Мастер IO-Link может передавать эти данные через различные сети, интерфейсные шины и шины системной платы, обеспечивая доступность данных, как для мгновенной обработки, так и для прогнозного анализа автоматической технологической системой (PLC, HMI, пр.).

Технические характеристики

Метрологические и основные технические характеристики ТС приведены в таблицах 2-3.

Таблица 2 - Метрологические характеристики

Наименование характеристики

Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности цифро-аналогового преобразования (Адцал) при изменении температуры окружающей среды от нормальных условий (от +22 до +28 °С включ.) в диапазоне от -40 до +85 °С, % (от настроенного диапазона измерений) / 1 °С_

Значение

±0,003

Пределы допускаемой дополнительной абсолютной погрешности аналого-цифрового преобразования (Адацл) при изменении напряжения питания постоянного тока от нормальных условий (24 В±10 %), °С/ 1 В

±0,008 или ±0,00004-(|t| - 1мин), где: t - значение измеряемой температуры, °С, tмин - значение нижнего предела диапазона измерений (-50 °С), °С; _берут большее значение_

Пределы допускаемой дополнительной приведенной погрешности цифро-аналогового преобразования (Адцал) при изменении напряжения питания от нормальных условий (24 В±10 %), % (от настроенного диапазона измерений) / 1 В

±0,003

Примечания:

(1)

(2)

(3)

-    приведены значения максимального диапазона измерений. По заказу, для ТС со встроенным электронным модулем возможно настроить диапазон измерений, отличный от приведенного в таблице, но находящийся в его пределах, но при этом, минимальное значение интервала для данного диапазона должно быть не менее 50 °С;

- для ТС с электронным модулем и с индивидуальным согласованием первичного преобразователя температуры с индивидуальной градуировкой функции Каллендара -ван Дюзена (КВД) и измерительного преобразователя (выбирается при заказе);

-    для ТС с электронным модулем (выбирается при заказе).

Пределы допускаемой основной и дополнительной абсолютной погрешности ТС с цифровым выходом IO-link равны погрешности аналого-цифрового преобразования (Дацл и Адацл соотв.).

Пределы допускаемой основной и дополнительной абсолютной погрешности ТС с аналоговым выходом в диапазоне от 4 до 20 мА вычисляются по формуле:

А4+20 _ (Д)АЦП + А(Д)ЦАП

При расчете суммарной погрешности измерений, учитывающей в т.ч. и влияние изменения температуры окружающей среды и изменения напряжения питания, используют формулу (1), но при этом, под квадратным корнем к основной погрешности прибавляют значение дополнительной погрешности в квадрате._

Таблица 3 - Основные технические характеристики

Знак утверждения типа

наносится на титульный лист эксплуатационной документации типографским способом.

Комплектность

Таблица 4 - Комплектность средства измерений

Сведения о методах измерений

приведены в разделах 5-7 и 9 Руководства по эксплуатации на ТС.

Нормативные документы

ГОСТ Р 52931-2008 Приборы контроля и регулирования технологических процессов. Общие технические условия.

ГОСТ 6651-2009 ГСИ. Термопреобразователи сопротивления из платины, меди и никеля. Общие технические требования и методы испытаний.

Международный стандарт МЭК 60751 (2008, 07) Промышленные чувствительные элементы термометров сопротивления из платины.

ГОСТ 8.558-2009 ГСИ. Государственная поверочная схема для средств измерений температуры.

Стандарт предприятия фирмы Endress+Hauser Wetzer GmbH+Co.KG на термопреобразователи сопротивления iTHERM CompactLine.