Praktická ukázka procesní kalibrace převodníku tlaku pomocí kalibrátoru Fluke 754

Kalibrace tlakových převodníků je klíčová pro udržení přesnosti a spolehlivosti měření v náročných podmínkách. Tento článek představuje stručný návod na procesní kalibraci převodníku tlaku typu P na I pomocí kalibrátoru Fluke 754. Dozvíte se, jak provést tříbodový test, nastavit nulu a rozsah a dosáhnout optimálních výsledků pro zajištění správné funkce měřicích zařízení.

Tlakový převodník je zařízení převádějící tlak na jinou veličinu např. na proud (P na I). Používá se tedy k převodu řídicích signálů analogové smyčky pneumatického systému nebo jiných měřených tlaků na analogové řídicí signály elektrické smyčky 4–20 mA. Tlakové převodníky jsou jednou ze dvou součástí nacházejících se ve většině provozních přístrojů – druhou je primární prvek, například průtokové trubice, clony, tlaková čidla a další. Převodníky zpracovávají signál generovaný primárním prvkem, který nejprve charakterizují v lineárním formátu a následně na něj uplatňují koeficienty technických jednotek, než jej vyšlou v podobě analogového proudu.

Proč je kalibrace tlakového snímače důležitá

Provozní vlastnosti tlakových převodníků jsou klíčové pro řídicí systémy zpracovatelského závodu a často se instalují do náročných provozních prostředí, které v průběhu času způsobují posuny nebo změny jejich parametrů. Aby se zabránilo selhání tlakového převodníku a zachovala se provozuschopnost těchto zařízení v rámci očekávaných tolerancí, je třeba provádět pravidelné ověřování, údržbu a kalibraci.

Jak zkalibrovat tlakový převodník

Zařízení používané v tomto příkladu představuje typ P na I se vstupními tlakovými snímači o hodnotě 3–15 PSI pro výstupní rozsah 0 % až 100 % (napájení z proudové smyčky) o hodnotách 1–5 mV pro rozsah 0 % a 100 %, ±2 %. Tento podrobný příklad zahrnuje:

1) tříbodový test zvyšováním tlaku (3↑) před seřízením (As Found) na hodnotách 0–50–100 % a označení výsledků,

2) seřízení nulové hodnoty a rozsahu (100 %) P na I a následně

3) tříbodový test zvyšováním tlaku po seřízení (As Left) na hodnotách 0–50–100 % a vyznačení těchto výsledků pomocí dokumentačního procesního kalibrátoru Fluke 754

Krok 1

Připojte tlakový modul k přístroji Fluke 754. Připojte vstup P na I a výstup ruční tlakové pumpy ke vstupu tlakového modulu pomocí spojky typu „T“ obrázek níže. Pokud používáte rozdílový tlakový modul, zajistěte (pro tento příklad), aby se jednalo o modul pro tlak 15 PSI a připojte ho ke vstupu označeného „H“.

Krok 2

Proveďte připojení z obou prostředních banánkových zdířek na kalibrátoru do vstupu P na I, přes který je smyčka napájena (obrázek výše)

Krok 3

V dalším kroku stiskněte na Fluke 754 tlačítko „SETUP“. Na napájení smyčky by se měl objevit kurzor. Stiskněte „ENTER“, šipku dolů na Enabled a znovu stiskněte „ENTER“. V dalším kroku stiskněte programovatelné tlačítko „DONE“.

Krok 4

Po propojení a za předpokladu, že je kalibrátor zapnutý (na obrazovce měření), použijte tlačítko mA.

Krok 5

V dalším kroku stiskněte tlačítko „MEAS/SOURCE“. Nyní se nacházíte na obrazovce zdroje (viz. Níže)

Krok 6

Jelikož si přejeme získat zdroj tlaku (pomocí ruční pumpy), stiskněte tlačítko „PRESSURE“

Krok 7

V dalším kroku stiskněte tlačítko „MEAS/SOURCE“ a měli byste se nacházet v režimu rozdělené obrazovky

Krok 8 

V tomto okamžiku stiskněte možnost „As Found“, vyberte položku „INSTRUMENT“ a stiskněte „ENTER“. Následně vyplňte šablonu.

Stiskněte tlačítko „DONE“. Nyní by se měla objevit rozdělená obrazovka s programovatelnými tlačítky „ABORT“, „AUTO TEST“ a „MANUAL TEST“.

Krok 9 

Vyberte tlačítko „MANUAL TEST“ a vyčkejte na výzvu z Fluke 754: „Go to 3 PSI“ (Přejděte na 3 PSI)

V tomto okamžiku pomocí ruční pumpy zvyšujte tlak, dokud není hodnota na displeji Fluke 754 přiměřeně blízko tlaku 3 PSI a stiskněte tlačítko „ACCEPT POINT“. Nyní by měl Fluke 754 zobrazit „Go to 9 PSI“ (Přejděte na 9 PSI). Znovu pomocí ruční pumpy přidejte tlak na hodnotu blízko 9 PSI a stiskněte tlačítko „ACCEPT POINT“. Když Fluke 754 zareaguje hlášením „Go to 15 PSI“ (Přejděte na 15 PSI), zvyšte tlak na tuto hodnotu a stiskněte „ACCEPT POINT“.

Je třeba pochopit klíčovou funkci Fluke 754 v tomto okamžiku. Fluke 754 vypočítává chybu změřené hodnoty proudu na základě odchylky tlaku ze zdroje. To znamená, že pokud zdroj dodává tlak 3,120 PSI (1 % rozpětí nad jmenovitou hodnotu), Fluke 754 bude očekávat hodnotu proudu 4,160 mA (také 1 % rozpětí nad jmenovitou hodnotu). Aby bylo možné provést správné vyhodnocení zařízení, musíte se dostat přiměřeně blízko ke jmenovitým hodnotám tlaků pomocí ruční pumpy. Zbývající chybu zdrojového tlaku kompenzuje Fluke 754 během výpočtů měřeného proudu.

Krok 10

 Jakmile Fluke 754 dokončí toto vyhodnocení, zobrazí obrazovku souhrnu následného testu pomocí sloupců SOURCE, MEASURE a ERROR

Krok 11

 Nyní se zobrazí obrazovka uložení do paměti

K úpravě položek stiskněte klávesu „ENTER“, po dokončení stiskněte „DONE“, dokud se rozdělená obrazovka znovu nezobrazí s programovatelnými tlačítky „AS LEFT“, „ADJUST“, „SAVE“ a „MORE CHOICES“.

Krok 12

 V tento okamžik vyberte možnost „ADJUST“ a Fluke 754 provede zdrojování 0 % s pokynem „Go to 3 PSI“ (Přejděte na 3 PSI) a měří 4 mA s tolerancí 2 %. Pokud chyba změřeného proudu přesahuje 2% tolerance, zobrazí se černě. Nastavte nulu na zařízení P na I, dokud není chyba menší než 2 %. V dalším kroku vyberte možnost „Go to 100%“ (Přejděte na 100 %) a nastavte rozpětí stejným způsobem.

Krok 13

Po nastavení vyberte možnost „AS LEFT“, „DONE“ a „MANUAL TEST“ a opakujte krok 9. Pokud bylo nastavení úspěšné, všechny chyby v souhrnu po seřízení by měly být zobrazeny normálně (ne černě)

Krok 14

 Vyberte tlačítko „DONE“, „DONE“ a znovu „DONE“ a je hotovo!

Fotografie