Система для поверки, тестирования и настройки средств измерения давления МИДА-СП построена на базе эталонного датчика давления МИДА-15-Э, в котором используется технология «кремний на сапфире». В статье перечислены основные функции, выполняемые системой, указаны ее преимущества.
В промышленной группе «Микроэлектронные датчики» (ПГ МИДА) разработана система для поверки, тестирования и настройки средств измерения давления МИДА-СП (рис. 1). Система состоит из трех основных узлов: пневматической или гидравлической (в зависимости от задаваемого давления) помпы, эталонного датчика давления МИДА-15-Э, цифрового амперметра/вольтметра Щ120 (или мультиметра Agilent 34401А) с погрешностью измерения тока/напряжения не хуже, чем 1/3 основной приведенной погрешности поверяемого датчика (на рис. 1 представлен амперметр Щ120 с классом точности 0,1 %), для измерения выходного сигнала испытуемого датчика. Работает система под управлением программного обеспечения МИДА, предназначенного для сбора данных с датчиков, расчета погрешностей и формирования протоколов и отчетов по результатам испытаний с занесением результатов в систему ФГИС «АРШИН».
Рис. 1. Система МИДА-СП для поверки средств измерения давления
Главной частью системы МИДА-СП является эталонный датчик давления МИДА-15-Э [1] с цифровым интерфейсом обмена. В таких датчиках используются тензопреобразователи на основе гетероэпитаксиальных структур «кремний на сапфире», что обеспечивает высокую точность, стабильность и надежность приборов [2]. Настройка и последующее считывание результатов измерений осуществляются по интерфейсу RS-485. Для взаимодействия с датчиками используется протокол Modbus. Датчики МИДА-15-Э могут измерять избыточное (ДИ), абсолютное (ДА) давление, а также разрежение (ДВ) и избыточное давление-разрежение (ДИВ). В настоящее время в промышленной группе МИДА серийно производятся эталонные датчики давления МИДА-15-Э, которые обеспечивают суммарную погрешность <0,05 % в диапазоне температур от +10 до +40 °C.
Система работает по принципу сличения показаний эталонного и поверяемого датчиков. Давление при этом задается с помощью помпы, среда – воздух (для давлений до 6 МПа) или вода (для давлений от 6 до 120 МПа). ПО МИДА-СП непрерывно получает информацию о зафиксированных показаниях поверяемого прибора, показаниях эталона, рассчитывает погрешность, графически отображает процесс измерения давления. После прохождения поверки ПО формирует заключение о пригодности или непригодности данного прибора к дальнейшей эксплуатации (рис. 2). В окне программы при поверке датчика давления отображаются текущие значения давления с эталонного и поверяемого приборов, информация о поверяемом датчике и таблица с результатами поверки (фиксируются значения следующих параметров: давление, ток, рассчитанные значения погрешности и вариации поверяемого датчика). В процессе поверки программа обеспечивает контроль метрологических характеристик. В случае возникновения ошибки при фиксации измерений (обрыв на линии связи, несоответствие выходного сигнала поверяемого датчика подаваемому давлению, большое расхождение метрологических характеристик с установленными пределами основной погрешности и вариации) программа выдает сообщение об ошибке. Это позволяет пользователю после устранения причин ошибки провести повторное измерение в данной точке и продолжить измерения в следующей точке.
Рис. 2. Интерфейс программного обеспечения для поверки средств измерения давления с токовым выходным сигналом 4–20 мА
После окончания процесса поверки программа формирует пакет документов (протокол поверки, свидетельство о поверке или заключение о непригодности) и в выбранном поверителем формате сохраняет текущую поверку в базе данных. Кроме того, специалистами ПГ МИДА разработан алгоритм формирования файла XML для загрузки во ФГИС «АРШИН», благодаря чему можно автоматически загружать данные о поверке на этот электронный ресурс Росстандарта. Также в ПО реализована возможность ведения базы данных поверенных приборов (рис. 3).
Рис. 3. Интерфейс программного обеспечения для поверки средств измерения давления на основе эталонных датчиков давления МИДА‑15‑Э
Простая и относительно недорогая система МИДА-СП может использоваться для проверки, поверки и контроля метрологических характеристик средств измерения давления с цифровым (RS-482, Modbus) и аналоговым (токовый, вольтовый) выходными сигналами в процессе их эксплуатации. Также систему можно использовать для контроля метрологических характеристик между периодическими поверками для обеспечения гарантированных точных показаний приборов.
Статья опубликована в журнале «ИСУП»