壓力變送器現場校準的方法探討

李娟

摘要：在工業現代化發展下，企業在工業過程測量方面也提出了多樣化的要求。而為了能夠有效保障工業過程測量具有較高的精準性，包括壓力變送器等在內的眾多測量儀器設備被廣泛運用在現場壓力測量中，并取得了一定成效。對現場壓力變送器進行校準，則是確保現場壓力測量結果精準有效的關鍵所在。在這一背景下，本文將通過結合具體實例，對現場壓力變送器校準方法進行比較分析。

關鍵詞：壓力變送器;現場校準;方法

1 當前常用現場壓力變送器校準方法分析

方法一：只對壓力變送器進行校準依據JJG882-2004《壓力變送器》檢定規程的要求，對壓力變送器的計量性能進行校準。 方法適用于以下兩種情況：（1）被校準壓力變送器輸出為數字信號 （智能壓力變送器）。 因其輸出為數字信號，故其構成的整個壓力測量系統中沒有數據采集器，其信號直接經過顯示單元進行顯示，后續信號傳遞、轉換過程中不產生系統誤差。（2）被校準壓力變送器屬于檢定、校準周期內的臨時校準。當根據現場實際情況（例如做重大實驗項目前）需要對壓力變送器進行校準時，數據采集器因未到校準周期可不進行，而只對壓力變送器進行臨時校準。

方法二：對壓力變送器及數據采集器等分立元件分別進行校準對壓力變送器及數據采集器分別進行校準。 其中數據采集器計量性能的校準依據JJF1048-1995 《數據采集系統校準規范》進行。 方法適用于以下兩種情況：（1）由壓力變送器 、數據采集器及顯示單元組成的整個壓力測量系統屬于周期檢定或校準時，對每一組成部分分別進行校準。（2）當整個壓力測量系統的誤差超過允許誤差時，應對每一部分進行校準，找出超差的原因，經調修后再進行校準。

方法三：對整個壓力測量系統進行系統校準依據JJG875-2005《數字壓力計》檢定規程的要求，對壓力測量系統的計量性能進行校準。 系統校準方法是將現場壓力測量系統看作一個整體（類似于一臺數字壓力計），即在壓力變送器的輸入端輸入標準壓力信號。方法適用于以下兩種情況：（1）需要得到整個壓力測量系統的準確度。2）現場環境或條件不利于測量系統的拆卸 、不能長時間停產進行各部分的校準。

2 現場壓力變送器校準方法的比較結果分析

2.1 實例分析

為了更好地說明各現場壓力變送器校準方法的優勢與不足，本文通過選擇某制造企業的發送機試驗項目為例，其在開展現場壓力測量過程中，使用 0 到 250kPa 現場壓力變送器作為核心壓力測量元件，由數據采集器統一采集輸出信號并對其進行轉換處理，使得輸出信號能夠成功轉換成數字信號。隨后經由通信接口直接向計算機傳送轉換后的數字信號，此時測量人員直接讀取顯示器當中的壓力值即可。而為了能夠切實保障現場壓力測量結果的精準性和有效性，需要對現場壓力變送器進行校準。

2.2 比較結果

通過分別使用上述三種校準方法對該制造企業中的現場壓力變送器進行校準，在從 0KPa 起始以 50kPa 為單位逐漸增加標準壓力，直至 250KPa，并依次將各標準壓力準確輸入至現場壓力變送器輸入端后。根據得到的實際校準數據可知，在三種校準方法中，將整體現場壓力測量系統作為測量對象的校準方法的校準精確性最高，平均示值誤差為0.005mA。其次為將各分立元件作為校準對象的校準方法，平均示值誤差為 0.1mA。校準精確性最低的則是只將現場壓力變送器作為校準對象的校準方法，其平均示值誤差約為0.25mA。這主要是由于在將整體測量系統作為校準對象時，可全面考查測量系統的精準度。而在將各分立元件作為校準對象時，由于無法直接對示值誤差進行運算操作，因此難以獲取各測量點的實際示值誤差值。在僅僅只將現場壓力變送器作為校準對象的過程中，如果誤差原因來源于數據采集器或是其他原件，則該校準對象無法有效滿足現場壓力變送器校準需要，其獲取的示值誤差也并不具備相應的參考價值。

2.3 校準效率

從校準效率來看，由于只將現場壓力變送器作為校準對象，因此其校準工作量最少，故而校準效率最高。其次為整體現場壓力測量系統作為校準對象的校準方法，通過運用專業的智能化、數字化校準儀器設備，對包括現場壓力變送器、數據采集器等在內的各項測量系統元件同步展開校準操作，因此也可以在短時間內完成現場壓力變送器的校準。而在將系統中各項分立元件作為校準對象的校準方法中，需要逐個對分立元件進行校準，因而其校準效率最低，校準速度也最慢。除此之外，在使用該種校準方法時，因需要逐個拆卸系統分立元件，而在現場壓力變送器等元件中通常存在一定量的接線，且接線的連接方式具有一定復雜性。因而如果在拆卸或是后續重裝過程中，一旦出現操作不當導致接線連接錯誤或是無法牢固連接接線，則具有可能直接影響各元件的實際使用性能，甚至直接導致整體現場壓力測量系統無法正常運行。但值得注意的是，在使用將整體測量系統作為校準對象的校準方法過程中，如果系統誤差超出規定值，則同樣需要一一校準系統中的各分立元件，以便能夠準確鎖定超差原因，使得測量人員可以有針對性地進行調修。

2.4 校準費用

通過結合該制造企業在現場壓力變送器校準中使用不同校準方法下所產生的具體校準費用，可知在只將現場壓力變送器作為校準對象的校準方法中，因需要校準的元件有且只有一個，因此校準費用最低。而在使用將整體現場壓力測量系統作為校準對象的校準方法中，核心元件只有現場壓力變送器以及壓力標準器，因此校準費用也相對較低。而在使用將測量系統中各分立元件作為校準對象的校準方法時，不僅需要對各分立元件進行一一校準，同時還需要校準傳輸信號的標準信號源。當信號傳輸、信號轉換過程具有較大復雜度時，需要校準的分立元件數量也相對較多，此時需要使用大量的壓力標準器，因而勢必會導致企業增加現場壓力變送器校準費用。

結束語：

通過本文的分析研究可知，目前在現場壓力變送器校準當中，根據校準對象的不同，所使用的校準方法也存在一定差異性。主要包括只以現場壓力變送器作為校準對象的校準方法;將現場壓力測量系統中各分立元件作為校準對象的校準方法以及將整個測量系統作為校準對象的校準方法。三種校準方法的優勢特性也不盡相同，整體來看，第三種校準方法具有最高的校準精確度，校準效率相對較高，校準成本較為低廉。第一種校準方法雖然校準效率最高、校準成本最低，但缺乏較高的精準度。第二種校準方法具有一定的精準度，但在校準效率與校準成本方面缺乏良好優勢。因此在實際開展現場壓力變送器校準工作中，需要測量人員結合實際情況靈活使用相應校準方法，通過對各校準方法進行組合使用，從而實現不同校準方法的優勢整合，以便能夠更好地完成現場壓力變送器校準工作。

參考文獻：

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