Gesamtdruck-Messumformer
Messen Sie negativen und positiven Manometerdruck.
Die Kompressorindustrie kennt verschiedene Bezeichnungen für Druckmessumformer, die von negativem bis positivem Manometerdruck messen. Ein Gesamtdruck-Messumformer misst sowohl Saug- als auch Förderdruck und liefert ein lineares Ausgangssignal von Hockvakuum über Nulldruck bis zum Enddruck des Messbereichs. Druckmessumformer mit einem Druckbereich von –14,7 bis 30 psig werden Gesamtdruck-Messumformer, 30V30 (abgeleitet von –30"-Quecksilber)- oder auch Manometerdruck-, Relativdruck- oder Plus/Minus-Messumformer genannt. Die Begriffe können demnach variieren, aber dasselbe meinen. Der Versatz des Druckmessumformers bei Nulldruck lässt sich am besten schriftlich berechnen. Das Verfahren wird im Folgenden beispielhaft für sowohl 4 – 20 mA-Ausgangssignale als auch Spannungssignale erläutert. Dasselbe Prinzip ist auf andere Drücke und Ausgangssignale übertragbar. Zur Veranschaulichung soll der erwähnte Druckmessbereich von –14,7 bis 15 psi herangezogen werden. 0 psi entspricht nahezu, aber nicht exakt der Mitte des Ausgangssignalbereichs – wenige Schritte führen uns zum richtigen Ergebnis.
Beispiel für 4 – 20 mA
AST4300AV0015P4N1000
Nicht zündfähiger Druckmessumformer AST4300
Prozessanschluss 1/4" NPT außen
–14,7 bis 15 psig
Ausgangssignal 4 – 20 mA
Leitungsdurchführung mit 1,8 m Kabel
Edelstahl 316L
Als Erstes wollen Sie die Milliampere pro psi ermitteln.
Sie messen über den gesamten Druckmessbereich 14,7 + 15 = 29,7 psi.
20 mA – 4 mA = 16 mA des Signalbereichs
16 mA / 29,7 psi = 0,5389 mA/psi
Des Weiteren ist der „0“-psi-Druck 14,7 psi über dem 4 mA-Ausgangssignal, da der Druckmessumformer einen Messbereich von –14,7 bis Skalenendwert hat. 14,7 psi x 0,539 mA/psi = 7,923 mA
Zuletzt ADDIEREN Sie die 4 mA für den Nullversatz wieder (da der kleinste Wert des Ausgangssignals 4 mA und nicht 0 mA ist):
4 + 7,923 mA = 11,923 mA bei 0 psi
4 mA = –14,7 psi
11,923 mA ist das theoretische Ausgangssignal von 0 psi.
20 mA = 15 psi Messbereich-Enddruck
Gängige 4 – 20 mA-Gesamtdrücke
| Druckbereich | Ungefährer Wert bei Nulldruck |
|---|---|
| –14,7 bis 15 psi | 11,92 mA |
| –14,7 bis 30 psi | 8,93 mA |
| –14,7 bis 50 psi | 7,48 mA |
| –14,7 bis 100 psi | 6,05 mA |
| –14,7 bis 185 psi | 5,18 mA |
| –14,7 bis 300 psi | 4,75 mA |
| –14,7 bis 500 psi | 4,46 mA |
Beispiel für Spannung
AST4000KV0185P1F0143
Industrie-Druckmessumformer AST4000
Prozessanschluss SAE 4 innen mit Schraeder-Stift
–14,7 bis 185 psis
Ratiometrisches Ausgangssignal 0,5 – 4,5 V
Packard Metripack 150
Edelstahl 17-4 PH
Sie messen über den gesamten Druckmessbereich 14,7 + 185 = 199,7 psi
4,5 V – 0,5 V = 4 V des Signalbereichs
4 V / 199,7 psi = 0,020 V/psi
Des Weiteren ist der „0“-psi-Druck 14,7 psi über dem 0,5 V-Ausgangssignal, da der Druckmessumformer einen Messbereich von –14,7 bis Skalenendwert hat. 14,7 psi x 0,020 V/psi = 0,294 V
Zuletzt ADDIEREN Sie die 0,5 V für den Nullversatz wieder (da der kleinste Wert des Ausgangssignals 0,5 V und nicht 0 V ist):
0,5 + 0,294441 V = 0,794 V bei 0 psi
0,5 V = –14,7 psi
0,794 V ist das theoretische Ausgangssignal von 0 psi.
4,5 V = 185 psi Messbereich-Enddruck
Ratiometrische 0,5 – 4,5 V-Gesamtdrücke
| Druckbereich | Ungefährer Wert bei Nulldruck |
|---|---|
| –14,7 bis 15 psi | 2,48 V |
| –14,7 bis 30 psi | 1,73 V |
| –14,7 bis 50 psi | 1,52 V |
| –14,7 bis 100 psi | 1,01 V |
| –14,7 bis 185 psi | 0,80 V |
| –14,7 bis 300 psi | 0,69 V |
| –14,7 bis 500 psi | 0,61 V |
Je höher der Druck, desto kleiner ist der Anteil des Ausgangssignals für den Bereich zwischen –14,7 und 0 psi. Bei einem Sensorfehler, z. B. einem falschen Nullversatz, sinkt die Fähigkeit des Messumformers zur genauen Messung im Unterdruckabschnitt des Messbereichs. Bei den Drücken in den obigen Tabellen handelt sich um häufig berechnete Entsprechungen, es können aber auch höhere Drücke in beiden Druckbereichen (+ und –) kalibriert werden. Dieselbe Rechenmethode ist auch auf andere Druckeinheiten, wie z. B. bar und kg/cm2, anwendbar.
