DIN 16086-2006 Electrical pressure measuring instruments - Pressure transmitters pressure measuring instruments - Concepts specifications on data sheets《电动压力测量仪器 压力传感器、压力测量仪 数据单的概念.pdf

1、Januar 2006DEUTSCHE NORM DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDEPreisgruppe 14DIN Deutsches Institut fr Normung e.V. Jede Art der Vervielfltigung, auch auszugsweise, nur mit Genehmigung des DIN Deutsches Institut fr Normung e.V., Berlin, gestattet.ICS 17.

2、100!,eCM“9663242www.din.deDDIN 16086Elektrische Druckmessgerte Druckaufnehmer, Druckmessumformer, Druckmessgerte Begriffe und Angaben in DatenbltternElectrical pressure measuring instruments Pressure transmitters, pressure measuring instruments Concepts, specifications on data sheetsManomtres lectri

3、ques Pression translateurs, manomtres Notions, spcifications en documents de donnesAlleinverkauf der Normen durch Beuth Verlag GmbH, 10772 BerlinErsatz frDIN 16086:1992-05www.beuth.deGesamtumfang 25 SeitenDIN 16086:2006-01 2 Vorwort Vorausgegangener Norm-Entwurf: E DIN 16086:2004-08. Fr die vorliege

4、nde Norm ist das nationale Arbeitsgremium K 961 Elektrische Messwertaufnehmer und Messgrenumformer der DKE Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE zustndig. Fr den Fall einer undatierten Verweisung im normativen Text (Verweisung auf eine Norm ohne Angabe des

5、Ausgabedatums und ohne Hinweis auf eine Abschnittsnummer, eine Tabelle, ein Bild usw.) bezieht sich die Verweisung auf die jeweils neueste gltige Ausgabe der in Bezug genommenen Norm. Fr den Fall einer datierten Verweisung im normativen Text bezieht sich die Verweisung immer auf die in Bezug genomme

6、ne Ausgabe der Norm. Der Zusammenhang der zitierten Normen mit den entsprechenden Deutschen Normen ergibt sich, soweit ein Zusammenhang besteht, grundstzlich ber die Nummer der entsprechenden IEC-Publikation. Beispiel: IEC 60068 ist als EN 60068 als Europische Norm durch CENELEC bernommen und als DI

7、N EN 60068 ins Deutsche Normenwerk aufgenommen. Im Hinblick auf eine zuknftige Einreichung dieser Norm bei IEC wurde bei den normativen Verweisungen nicht auf die Deutsche Fassung von IEC-Normen verwiesen. Der der Herausgabe des Norm-Entwurfs vorausgegangene Normungsantrag bei CENELEC im Rahmen des

8、Vilamoura-Verfahrens ergab, dass die brigen CENELEC-Lnder eine weitere Beratung und Herausgabe der Norm lediglich auf nationaler Ebene befrworten (siehe BT117/SG5372/DC; D117/040). Die vorliegende Ausgabe der Norm bercksichtigt die Erfahrungen bei der Anwendung dieser Norm in den vergangenen Jahren

9、sowie die Unterschiede zwischen Einbereichsdruckmessumformern und Mehrbereichsdruckmessumformern. Wichtigstes Ziel der berarbeitung war es, leicht nachvollziehbare und praxisrelevante Definitionen und zulssige Maximalwerte zu finden, die Eingang in das Unsicherheitsbudget einer Messkette finden. Dab

10、ei sollte nach Mglichkeit mittels normativer Verweise auf bereits bestehende Definitionen in anderen Normen zurckgegriffen werden, um zum einen Unklarheiten durch Doppelfestlegungen eines Begriffes an verschiedenen Stellen zu vermeiden und zum anderen bei nderungen innerhalb der Norm, auf die verwie

11、sen wurde, einen mglichst aktuellen Stand zu erhalten. Die Darstellung des Aufbaus eines elektrischen Druckmessgertes in der Benennung seiner Bauteile sowie deren Definitionen blieb weiterhin ein zentraler Bestandteil. Nach 3.2 und Bild 11 baut sich ein elektrisches Druckmessgert aus den Einheiten D

12、ruckaufnehmerelement, Druckaufnehmer, Druckmessumformer und Druckmessgert auf. Mit dieser Gliederung sollte es mglich sein, die wichtigsten Baueinheiten ausreichend zu beschreiben. nderungen Gegenber DIN 16086:1992-05 wurden folgende nderungen vorgenommen: a) Begriffe in Abschnitt 3. ergnzt und gend

13、ert; b) Tabelle 1 entsprechend angepasst; c) Abschnitt 6 Typenschildangaben neu aufgenommen; d) Abschnitt 7 Versionsstnde (Hardware und Software neu aufgenommen; e) Abschnitt 8 Funktionale Sicherheit neu aufgenommen; f) Abschnitt 9 Mechanische Anschlsse neu aufgenommen. Frhere Ausgaben DIN 16086:199

14、2-05DIN 16086:2006-01 3 Inhalt SeiteVorwort .2 1 Anwendungsbereich.4 2 Normative Verweisungen .4 3 Begriffe .4 3.1 Druckarten5 3.2 Funktionseinheiten einer Druckmessanordnung5 3.3 Technische Eigenschaften (technical attributes) .6 4 Allgemeine Grundlagen19 4.1 Allgemeines19 4.2 Messprinzip (Beispiel

15、e) 20 4.3 Aufbau eines elektrischen Druckmessgertes.20 4.4 Einheiten 20 4.5 Referenzbedingungen (reference conditions)21 5 Angaben in Datenblttern 21 6 Typenschildangaben 21 7 Versionsstnde (Hardware und Software) .21 8 Funktionale Sicherheit21 9 Mechanische Anschlsse.22 10 Technische Angaben und Sp

16、ezifikationen.22 Literaturhinweise 25 Bild 1 Arbeitsfeld dargestellt als Lastwiderstand (Brde) in Abhngigkeit von der Versorgungsspannung .6 Bild 2 Darstellung der Bereiche des Stromsignals 8 Bild 3 Beispiel fr die Lage der berlast- und Zerstrungsbereiche zum Messbereich bei einem Druckaufnehmer.8 B

17、ild 4 Darstellung der Sprungantwortzeiten11 Bild 5 Darstellung der Kennlinie bei Grenzpunkteinstellung .11 Bild 6 Darstellung der Ermittlung der Wechsellastabweichung.13 Bild 7 Darstellung der Ermittlung der Nullpunktabweichung bei statischem Druck.14 Bild 8 Darstellung der Ermittlung der Spannenabw

18、eichung bei statischem Druck .15 Bild 9 Darstellung der eingestellten Messspanne zur maximalen Messspanne .16 Bild 10 Darstellung der Kompensationsmglichkeiten 17 Bild 11 Darstellung des zeitlichen Verlaufs der Gesamtabweichung19 Bild 12 Darstellung der Total Performance in Abhngigkeit vom turn down

19、 am Beispiel von 3 Messzellen, statischer Druck 70 bar, Temperatur 30 K.19 Bild 13 Blockschaltbild eines elektrischen Druckmessgertes20 Tabelle 1 Zusammenstellung der technischen Daten fr elektrische Druckmessgerte 22 DIN 16086:2006-01 4 1 Anwendungsbereich Diese Norm gilt fr elektrische Druckmessge

20、rte, die die Messgre Druck in eine elektrische Gre umwandeln. Sie soll Begriffe vereinheitlichen und den Vergleich von technischen Daten ermglichen. DIN 16086 vereinheitlicht die Benennungen und fordert von den Herstellern technische Angaben, die es dem Anwender erlauben, Daten gleichartiger Messger

21、te oder deren Komponenten zu vergleichen (Benchmarking). Die Hersteller mssen Daten nach Tabelle 1, soweit zutreffend, angeben und auch einhalten. Fehlergrenzen oder Genauigkeitsklassen legt diese Norm nicht fest. Die zur Beurteilung der messtechni-schen Eigenschaften wichtigen Gren sind jedoch nach

22、 einheitlichen Verfahren anzugeben (vgl. IEC 61298-1, Abschnitte 4 bis 7). 2 Normative Verweisungen Die folgenden zitierten Dokumente sind fr die Anwendung dieses Dokuments erforderlich. Bei datierten Verweisungen gilt nur die in Bezug genommene Ausgabe. Bei undatierten Verweisungen gilt die letzte

23、Ausgabe des in Bezug genommenen Dokuments (einschlielich aller nderungen). DIN 1301-1:2002-10, Einheiten Teil 1: Einheitennamen, Einheitenzeichen DIN 1314:1977-02, Druck; Grundbegriffe, Einheiten IEC 60068-2 (all parts), Environmental testing IEC 60529:2001-02, Degrees of protection provided by encl

24、osures IEC 60770-1:1999-02, Transmitters for use in industrial-process control systems Part 1: Methods for performance evaluation IEC 61000-4-4, Electromagnetic compatibility (EMC) Part 4-4: Testing and measurement techniques; Electrical fast transient/burst immunity test IEC 61298-1:1995-07, Proces

25、s measurement and control devices General methods and procedures for evaluating performance Part 1: General considerations IEC 61298-2:1995-07, Process measurement and control devices General methods and procedures for evaluating performance Part 2: Tests under reference conditions IEC 61298-3:1998-

26、02, Process measurement and control devices General methods and procedures for evaluating performance Part 3: Tests for the effects of influence quantities IEC 61326:2002-02, Electrical equipment for measurement, control and laboratory use EMC requirements IEC 61508 (all parts), Functional safety of

27、 electrical/electronic/programmable electronic safety-related systems IEC 61511 (all parts), Functional safety Safety instrumented systems for the process industry sector ATEX 94-9 EG, Richtlinie 94/9/EG des Europischen Parlaments und des Rates vom 23. Mrz 1994 zur Angleichung der Rechtsvorschriften

28、 der Mitgliedstaaten fr Gerte und Schutzsysteme zur bestimmungs-gemen Verwendung in explosionsgefhrdeten Bereichen 3 Begriffe Fr die Anwendung dieser Norm gelten die folgenden Begriffe: DIN 16086:2006-01 5 3.1 Druckarten 3.1.1 berdruck (Relativdruck) (en: gauge pressure) Differenz zwischen einem abs

29、oluten Druck pabsund dem jeweiligen (absoluten) Atmosphrendruck pamb; diese atmosphrische Druckdifferenz pewird berdruck oder auch Relativdruck genannt: eabsambpp p= Der berdruck (Relativdruck) penimmt positive Werte an, wenn der absolute Druck grer als der Atmosphrendruck ist; er nimmt negative Wer

30、te an, wenn der absolute Druck kleiner als der Atmosphrendruck ist. ANMERKUNG In der Praxis wird bei Druckmessmitteln auch der Begriff Relativdruck fr folgende Flle verwendet: a) der jeweilige (absolute) Atmosphrendruck pamb;b) der bei der Herstellung des Druckmessmittels vorhandene (jeweilige) Atmo

31、sphrendruck pamb;c) ein fester Druckwert, der in der Regel einem absoluten Druck pabs 1 bar entspricht. Der Fall a) entspricht dem berdruck. In den Fllen b) und c) ist die Bezugsseite nicht offen zum jeweiligen (absoluten) Atmosphrendruck, sondern ein abgeschlossenes Volumen (sealed gauges). 3.1.2 a

32、bsoluter Druck pabsAbsolutdruck (en: absolute pressure) absoluter Druck oder Absolutdruck pabsist der Druck gegenber dem Druck null im leeren Raum 3.1.3 Differenzdruck (en: differential pressure) Differenz zweier Drcke p1und p2, wenn sie selbst Messgre ist: p = p1 p2Druckdifferenz oder auch Differen

33、zdruck p1,23.2 Funktionseinheiten einer Druckmessanordnung 3.2.1 Druckmittler (en: diaphragm seal/remote seal) Funktionseinheit, die den zu messenden Druck zum Druckmessumformer auf hydraulischem Wege bertrgt und vom Prozess herrhrende Einflussgren vom Druckmessumformer entkoppelt. Hierbei bernimmt

34、eine aus geeigneten Werkstoffen gefertigte Membrane die Trennung zwischen Messstoff und Messorgan und eine dem Messproblem angepasste Flssigkeit die Druckbertragung auf das Messelement ANMERKUNG Der Druckmittler ist in die Betrachtung der Gesamtmessabweichungen einzubeziehen (z. B. Temperatureinflus

35、s, Sprungantwortzeit, Vakuumfestigkeit usw.). 3.2.2 Druckmessumformer (en: pressure transmitter) Messumformer zur Umwandlung des zu messenden Druckes in ein definiertes oder genormtes analoges und/oder digitales Ausgangssignal. Er kann auch mit elektrischen Zusatzeinrichtungen bzw. Anzeigen versehen

36、 sein DIN 16086:2006-01 6 3.3 Technische Eigenschaften (technical attributes) 3.3.1 Versorgungsspannung (en: supply voltage) Spannung der Energieversorgung, die fr Mess-, Steuer- und Regeleinrichtungen oder deren Teile zur Verfgung steht 3.3.2 Arbeitsfeld (en: field of operation) das Arbeitsfeld leg

37、t fr Druckmessumformer mit Stromausgang, z. B. 4 mA bis 20 mA, den zulssigen Bereich von Versorgungsspannung und Brdenwiderstand fest, in dem die Werte der Spezifikation nicht berschritten werden (Bild 1) ANMERKUNG 1 Die Versorgungsspannung wird oftmals auch Speisespannung oder Hilfsenergie genannt.

38、 ANMERKUNG 2 Bei HART-Gerten muss der Kommunikationswiderstand (z. B. 250 Ohm) bei der Ermittlung des maximal zulssigen Lastwiderstands bercksichtigt werden. Legende Imax (U Umin) / R Imaxmaximaler Ausgangsstrom U Versorgungsspannung R Brde (Lastwiderstand) Bild 1 Arbeitsfeld dargestellt als Lastwid

39、erstand (Brde) in Abhngigkeit von der Versorgungsspannung 3.3.3 Ausgangsgren (en: output quantities) 3.3.3.1 Ausgangssignal (en: output signal) eine analoge oder digitale Darstellung der Messgre 3.3.3.2 Ausgangsspanne (en: output span) die Differenz zwischen Endwert des Ausgangssignals und Nullsigna

40、l Beispiel 16 mA, wenn der Wertebereich des Ausgangssignals 4 mA bis 20 mA ist. DIN 16086:2006-01 7 3.3.3.3 Einbereichsdruckmessumformer (en: fixed scale pressure transmitter) Druckmessumformer mit vom Hersteller fest eingestelltem Messbereich 3.3.3.4 Mehrbereichsdruckmessumformer (en: variable scal

41、e pressure transmitter) Druckmessumformer mit einstellbarem Messbereich (turn down) 3.3.3.5 Nullsignal (en: zero output) Ausgangssignal eines Druckmessgertes am Messbereichsanfang bei angelegter Versorgungsspannung 3.3.3.6 Nullsignalabweichung (en: zero offset) Abweichung des Nullsignals von seinem

42、Sollwert ANMERKUNG Der Sollwert des Nullsignals betrgt beim Stromausgang z. B. 4 mA. 3.3.3.7 Brde (en: output load) Summe aller angeschlossenen Widerstnde im Messkreis ANMERKUNG Beim Ausgangssignal Strom wird die elektrische Belastbarkeit durch das Arbeitsfeld beschrieben. Beim Ausgangssignal Spannu

43、ng ist der zulssige Ausgangsstrom oder der Quellwiderstand anzugeben. 3.3.3.8 Kommunikationsschnittstelle (en: communication interface) Schnittstelle zur Eingabe oder Ausgabe von vernderlichen Parametern (z. B. Korrektur der Kennlinie) und Daten (z. B. Mess- und Kalibrierdaten, elektronisches Typens

44、child, Gertestatus) des Druckmessumformers. Falls erforderlich ist der Mindestwert des Kommunikationswiderstandes anzugeben 3.3.3.9 Ausfallsignalerkennung bei digitalen Messumformern mit Analogausgang 4 mA bis 20 mA Das Ausgangssignal bei Druckmessgerten mit kontinuierlichem Stromausgang liegt im be

45、stimmungs-gemem Betrieb bei 4 mA bis 20 mA, d. h. die Prozessgre befindet sich innerhalb des parametrierten Messbereichs. ber das Ausgangssignal knnen bei digital arbeitenden Gerten zustzliche Informationen bertragen werden. Verlsst die Prozessgre den eingestellten Messbereich, so liegt die untere G

46、renze des Strombereichs fr die bertragung einer gltigen Messinformation bei 3,8 mA und die obere Grenze bei 20,5 mA. Ausgangsstrme auerhalb dieser Grenzen ( 3,8 mA oder 20,5 mA) drfen nicht als gltiges Messsignal interpretiert werden. Gerteausfall oder Fehlermeldungen werden signalisiert als: Teil e

47、ines digital kodierten Informationsflusses, bzw. als parametrierbares Stromsignal mit einem Messsignalpegel 3,6 mA bzw. 21,0 mA. (Bild 2) DIN 16086:2006-01 8 Bild 2 Darstellung der Bereiche des Stromsignals 3.3.4 Bereiche hinsichtlich der Messgre fr Absolut- und Relativdruckmessumformer (en: ranges

48、related to the measurand of absolute and gauge pressure transmitters) Bild 3 Beispiel fr die Lage der berlast- und Zerstrungsbereiche zum Messbereich bei einem Druckaufnehmer 3.3.4.1 Messbereich (en: measuring range) Bereich zwischen den unteren und oberen Grenzen der gemessenen Gre 3.3.4.2 Messspan

49、ne (en: measuring span) algebraische Differenz zwischen den oberen und unteren Grenzwerten eines bestimmten Messbereiches DIN 16086:2006-01 9 3.3.4.3 berlastbarkeit; maximaler Druck pS(en: overpressure limit) vom Hersteller angegebener hchster Druck fr den der Druckmessumformer/die Messanordnung mechanisch ausgelegt ist und bis zu w