壓力變送器的研究與計量標準研究

蔡玉英?陳春

摘 要：壓力變送器是工業實踐中運用最為普遍的一種設備，其計量標準對于壓力變送器的使用有效性具有極為重要的意義。文章圍繞壓力變送器和計量標準進行了分析，希望能夠為工業實踐領域提供有效的意見。

關鍵詞：壓力變送器；研究；計量標準

壓力變送器的作用是將輸出作為標準信號的壓力傳感設備，也是根據比例轉換標準輸出信號接受壓力變量的一種儀表設備。近年來壓力變送器越發實現智能化，并且在生產控制要求逐漸提升的基礎上，加之高精度數字壓力表也實現了普及，使得檢定壓力變送器計量標準設備的建立越發重要，文章主要針對這一問題進行了分析。

一、計量標準設備選擇與參數標準

1.設備選擇

針對壓力變送器校驗這一操作，因為壓力校驗儀并不只是被測對象主要的標準壓力源，同時也能夠利用內部模塊測量被測對象壓力輸出信號，顯示與之相對應的mA值。

對于所選擇的計量標準器以及配套設備而言，主要包括以下幾種，即壓力校驗儀DPI615 （0～1.25kPa）、DPI615 （0～15kPa）、DPI615（-100～100kPa）等；而數字壓力表則主要選擇P8216（-100～100kPa）、P8216 （0～6 MPa）、P8216 （0～-60MPa），在以上設備實際操作時，需要有兩臺0.05級精確度的標準器，其他的配套設備，如絕緣電阻表以及秒表等，則要根據規程要求進行配置。

2.計量標準參數標準

（1）測量范圍：-0.1～40MPa；（2） 總不確定度：U=0.016mA；（3） 檢定重復性：Si=0.0031mA，計量標準參數需要滿足以上要求才能達到規程要求。

對于運行的具體環境要求，（1） 溫度方面，需要保證在（20±5）℃；（2） 濕度方面，則要保證濕度在45～75%之間；（3） 其他方面，對于防磁、防塵以及防震等需要與規程要求相符。

二、穩定性測試

1.重復性測試

對計量標準重復性進行測試時，需要使用該設備對壓力變送器進行檢定，量程是0～25MPa之間，準確度是0.5級，確定其測量上限為15MPa為檢定點，實際檢測時主要運用升壓法反復進行檢測。在實際檢測時，每次要先進行降壓，隨后將其升至檢定點，將數據進行記錄，通過檢測獲得數據對設備標準偏差進行計算。

計算公式為，公式中Si是設備標準偏差，n是重復測量次數，xi是每次測量值，是總共測量數值平均值。被檢變送器允許誤差是±0.08mA。最終通過計算得知，該設備標準偏差是0.0031mA，標準不確定度0.0079較大，因此與規程要求相符。

2.穩定性測量

選擇一個穩定習性較高的被檢測對象，壓力變送器壓力值為0～25MPa，將15MPa作為檢定點，定期使用這一計量標準進行測量。保證測量次數要大于10次，并且最終去算術平均值為其測量結果，以多次測量結果大小數值差為其穩定性，穩定性要小于最大允許誤差值。

三、不確定度評估與建模

1.建模

該模型的建立需要根據公式進行：。在這一公式中，是壓力變動器所輸出的電流誤差；I是壓力變動器輸出電流；Im是變送器輸出電流量程；P是壓力變送器輸入壓力值；Pm是壓力變送器輸入壓力量程；Io是壓力變送器輸出起始值；是標注不確定分量。

2.評估輸入量標準不確定度

（1）對于輸入量I標準不確定度的評估。對于輸入量I標準不確定度主要數據來源主要有以下幾個方面，即精密數字壓力校驗儀設備中電流檔測量不確定度以及壓力變動器電流輸出測量不重復性。

（2）對于壓力變送器輸出電流測量不重復性不確定度評估。這一不確定度主要來自于壓力變送器輸出電流測量的重復性，能夠在持續測量中獲得，一般使用A類方法進行評估。針對一個等級為0.5的壓力變送器，將其確定為15MPa，并分別與輸出電流相對應進行測量，次數為10次，最終獲得測量列數值，13.721、13.582、13.655、13.628、13.652、13.625、13.662、13.653、13.625、13.658mA。由此可以計算其平均值，根據公式可以得出結果為13.6258mA。

四、計量標準測量不確定度檢驗

在檢定等級為0.5MPa的壓力變送器之后，對比檢定結果和該設備檢定結果，通過實際對比可以發現，因為高一級的計量標準經過擴展之后，其不確定度要小于該設備的擴展不確定度，因此可以將高一級設備不確定度忽略不計，由此可以確定二者之間的最大差值是0.015mA，這一數值要小于該設備擴展不確定度，與要求相符。

五、結語

綜上所述，通過分析可知計量標準與壓力變送器之間聯系，并且通過實際設備試驗分析，確定了這一設備的最大允許誤差值等基本參數，進而為今后相關產品的生產提供了有效的數據支持。

參考文獻：

[1]劉明，王杰.氣體流量標準裝置壓力變送器溯源技術的實現[J].計量與測試技術，2016，01：17-18.

[2]李篤明.基于PGA309的壓力變送器批量化生產設計[J].自動化與儀表，2015，03：23-26.

作者簡介：蔡玉英，女，吉林，漢，職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：熱工表計相關，例如熱電偶，熱電阻，壓力變送器，壓力開關，流量計，料位計等。

陳春，男，四川，漢，職稱：助理工程師，學歷：本科，研究方向：電廠熱工保護系統可靠性預防，模擬量控制系統。