Для измерения физических величин существует множество способов и методов. Одни получили широкое распространение, другие применяются только в научных лабораториях. На производстве новые методы и средства измерений зачастую внедряются медленно и с недоверием, т.к. требуют замены существующего оборудования, переобучения персонала и т.п. Мы, как разработчики измерительного оборудования, заинтересованы в продвижении новых, более надежных и простых в эксплуатации приборов, которые могут применяться не только в лабораториях, но и в условиях промышленного производства.
Длительное время нашим предприятием выпускаются разнообразные аналоговые датчики температуры и измерительные приборы, осуществляющие преобразование аналоговых сигналов в температуру. Новым направлением стало освоение цифровых датчиков, преобразующих измеряемую величину в цифровой код, который посредством однопроводной линии связи может передаваться к считывающему прибору. Разработанный нами портативный контроллер цифровых датчиков ПКЦД-1/16 способен считывать и сохранять результаты измерений с цифровых датчиков температуры, которые, в свою очередь, могут быть объединены в сеть. Прибор может работать с сетями длиной до 25 метров, в которых может присутствовать до 16 датчиков. В результате применения сетевых технологий не нужно протягивать соединительные провода к каждому датчику, как в случае аналоговыми датчиками. Прибор может идентифицировать каждый цифровой датчик, расстояние до него, а также дает возможность осуществлять калибровку цифровых датчиков на стандартном оборудовании, применяющемся для обычных датчиков. Для проведения измерений ПКЦД-1/16 подключается к трехпроводной линии связи, подает питание на датчики, сканирует сеть и определяет ее конфигурацию. Затем переходит в режим считывания показаний датчиков. Если линия связи повреждена и считать показания датчиков невозможно, выводится диагностическое сообщение о наиболее вероятной причине сбоя. Вмешательства оператора при этом не требуется. При необходимости показания заносятся в энергонезависимую память для последующей обработки. При подключении к ПК строятся температурные графики в режиме реального времени, выводятся ранее сохраненные результаты в виде таблиц.
Разработан пирометрический преобразователь ПД-5, предназначенный для замены термопар платиновой группы, а также других, в случае, если их эксплуатация производится в сложных условиях и требует частой замены. Для измерений используется стандартный термопарный защитный чехол, но температура внутри него измеряется бесконтактным способом. Тепловое излучение предается на измерительный преобразователь через оптоволоконный кабель, усиливается, оцифровывается и пересчитывается в температуру объекта. Полученное значение температуры прибор может преобразовать в напряжение, соответствующее НСХ термоЭДС любой стандартной термопары, либо в унифицированный токовый сигнал, таким образом, у потребителя нет необходимости заменять имеющееся контрольно-измерительное оборудование. Так как передача сигнала к измерителю осуществляется посредством оптоволоконной линии, возможна эксплуатация в тяжелых условиях окружающей среды, при повышенной температуре, а также при наличии сильных электромагнитных полей. Прибор имеет литой пылевлагозащищенный корпус с отверстиями для крепления, работоспособен при температуре окружающей среды от -30 до +50°С. Приемник ИК-излучения выдерживает температуру окружающей среды до +200°С. Диапазон измеряемых температур от 400 до 1400°С, погрешность измерений 0,5%. Поверку прибора возможно осуществлять без демонтажа защитной арматуры. Для этого нужно отсоединить оптическую головку от арматуры и поверить прибор как пирометр.
Разрабатывается компактный измеритель параметров окружающей среды, который с помощью цифровых датчиков измеряет температуру воздуха, относительную влажность, точку росы и атмосферное давление. Датчики по запросу микроконтроллера выдают числовое значение измеряемого параметра и отключаются до следующего опроса. В приборе также имеются часы реального времени. На базе этого прибора возможно создание информационных табло, логгеров для контроля параметров среды при транспортировке грузов, регистраторов для отслеживания условий хранения на складах, системах кондиционирования и вентиляции воздуха. Применение цифровых датчиков позволяет уменьшить число электронных компонентов на печатной плате, повысить помехозащищенность и снизить энергопотребление, и, в конечном итоге, удешевить разработку и эксплуатацию приборов.
В заключение отметим, что методы, рассмотренные выше, известны и уже достаточно широко применяются на практике. В цифровом виде можно получать информацию от датчиков влажности, давления, силы, температуры, и многих других физических величин. Своей задачей мы считаем внедрение этих методов в разрабатываемое нами измерительное оборудование. Надеемся, что заслужим положительное мнение специалистов о наших приборах, как о простых в освоении, точных и надежных.
Неделько Александр Юрьевич
ведущий инженер ОАО НПП «Эталон»
"