壓力變送器檢定及調(diào)整技巧

徐靜 麻銳

【摘?要】壓力變送器是一種應(yīng)用廣泛的儀表，它的作用為將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)。在對(duì)壓力變送器進(jìn)行相關(guān)檢定時(shí)，需要調(diào)整輸出信號(hào)，使其接近理論值，從而滿足允許誤差要求。因此本文從實(shí)際出發(fā)，介紹壓力變送器的檢定過(guò)程并就調(diào)整技巧提出相關(guān)合理化建議。

【關(guān)鍵詞】壓力變送器;檢定;調(diào)整技巧

引言：

壓力變送器可以將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)，其輸出信號(hào)與壓力變量有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系，這個(gè)函數(shù)關(guān)系通常是線性的。壓力變送器可以分為電動(dòng)類和氣動(dòng)類。其中電動(dòng)類的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)為0mA到10mA、4mA到20mA或者1v到5v的直流電信號(hào);氣動(dòng)類的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)主要是20kPa到100kPa的氣體壓力。壓力變送器由感壓?jiǎn)卧⑿盘?hào)處理和轉(zhuǎn)換單元兩部分構(gòu)成，有些還增加了顯示單元，有些還有現(xiàn)場(chǎng)總線功能。按照原理分，壓力變送器又可以分為電容式、諧振式、壓阻式、力矩平衡式、電感式和應(yīng)變式等等。

一、壓力變送器檢定過(guò)程

（一）檢定前的準(zhǔn)備工作。在進(jìn)行檢定時(shí)，要將被檢壓力變送器和檢定設(shè)備在檢定條件下放置兩小時(shí)來(lái)達(dá)到熱平衡。同時(shí)，按照要求連接信號(hào)線、導(dǎo)壓管來(lái)通電預(yù)熱。需要注意的是，壓力變送器的取壓口的參考平面要和標(biāo)準(zhǔn)器的取壓口參考平面處于同一水平面，出現(xiàn)高度差時(shí)，要及時(shí)修正。壓力變送器的安裝位置改變也會(huì)影響輸出值，所以在使用時(shí)要與相關(guān)人員溝通后作出相應(yīng)調(diào)整。

（二）密封性檢查。平衡升壓使壓力變送器測(cè)量室的壓力達(dá)到測(cè)量上限，然后關(guān)閉壓力源，要密封十五分鐘無(wú)泄漏。以上操作還可以時(shí)壓力傳感器的感壓元件達(dá)到極佳工作狀態(tài)。

（三）測(cè)量誤差和回差的檢定

（1）合理選定檢定點(diǎn)。檢定點(diǎn)按照量程基本上均勻分布，包括上限值和下限值。一般情況下，檢定點(diǎn)的數(shù)量應(yīng)該不少于五個(gè)點(diǎn);特殊的是，位于0.1級(jí)和0.05級(jí)的壓力變送器檢定點(diǎn)要不少于九個(gè)點(diǎn)。

（2）檢定前的調(diào)整。即改變輸入壓力，從而調(diào)整輸出值的上限、下限，使其與理論輸出值保持一致，這個(gè)過(guò)程需要調(diào)整“零點(diǎn)”和“滿量程”來(lái)完成。通常，壓力傳感器內(nèi)部用字母“Z”來(lái)標(biāo)記零點(diǎn)調(diào)節(jié)按鍵或者旋鈕，用字母“S”標(biāo)記滿量程調(diào)節(jié)按鍵或者旋鈕。其中，零點(diǎn)調(diào)節(jié)改變的是輸出直線的截距而并非斜率，具體如圖一所示;滿量程調(diào)節(jié)改變的是輸出直線的斜率而不是截距，如圖二所示。根據(jù)兩個(gè)旋鈕來(lái)確定調(diào)整過(guò)程，即先將壓力變送器測(cè)量室的壓力調(diào)到下限，用“Z”調(diào)整輸出電信號(hào)到理論值的下限，然后調(diào)整測(cè)量室壓力達(dá)到上限，用“S”調(diào)整輸出電信號(hào)到理論值的上限。

（3）檢定過(guò)程。當(dāng)完成調(diào)整時(shí)，根據(jù)規(guī)程要求選定檢定點(diǎn)后依次增壓、減壓，做兩個(gè)循環(huán)檢定。誤差計(jì)算公式如下：壓力變送器各個(gè)檢定點(diǎn)的測(cè)量誤差（單位為mA或者v）=壓力變送器上行程或者下行程各個(gè)檢定點(diǎn)實(shí)際輸出值（單位同上）乘壓力變送器各個(gè)檢定點(diǎn)的理論輸出值（單位同上）。回差計(jì)算公式為：壓力變送器回差（單位同上）=壓力變送器上行程和下行程各個(gè)檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值（單位同上）。需要特別注意的是，各個(gè)檢定點(diǎn)的測(cè)量誤差絕對(duì)值要小于等于非常大允許誤差絕對(duì)值。

（四）異常情況處理。在實(shí)際檢定過(guò)程中，如果存在任何的異常情況，在檢定前要做好調(diào)整，將壓力上下限的輸出值調(diào)整到理論輸出。還有可能出現(xiàn)在量程一半附近，測(cè)量誤差超過(guò)非常大允許誤差絕對(duì)值的現(xiàn)象。這是因?yàn)閴毫ψ兯推鞯妮敵霾⒉皇墙^對(duì)線性，曲線也并不是直線，往往表現(xiàn)出凹凸形狀，如圖三所示。具體調(diào)整方法如下：（1）調(diào)整“Z”旋鈕，使各個(gè)檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值產(chǎn)生合理范圍內(nèi)的增大或者減小，在圖像上顯示的是實(shí)際校準(zhǔn)曲線向上或者向下平移，使誤差達(dá)到非常大允許誤差絕對(duì)值范圍內(nèi)，如圖四所示。（2）調(diào)整“S”旋鈕使壓力達(dá)到上限輸出值，在圖像上顯示的是實(shí)際校準(zhǔn)曲線的斜率增大或減小，如圖五所示。對(duì)比（1）（2）兩種調(diào)整方式，壓力變送器采用非常小二乘法擬合曲線，其中（1）只改變曲線的截距而不改變曲線的斜率，（2）恰恰相反，只改變曲線的斜率不改變曲線的截距。我們一般推薦第一種方式，因?yàn)椴捎眠@種方式所制作出的非常小二乘法擬合曲線非常接近理論曲線。

二、常規(guī)差壓變送器在現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整以及檢定工作進(jìn)行的過(guò)程中應(yīng)當(dāng)施行的措施

（一）在檢定工作進(jìn)行的過(guò)程中，一般不需要拆下變送器。在現(xiàn)場(chǎng)檢定工作正式開展前，要先將平衡閥門打開，再將引壓管上的高低壓閥門關(guān)掉，將高低壓排氣孔堵頭拆卸下來(lái)。在對(duì)檢定接線原理圖加以應(yīng)用的基礎(chǔ)上開展線路連接。氣壓信號(hào)在一般情況下是由變送器的高壓端口進(jìn)入，與低壓端口和大氣相連，在零點(diǎn)和滿量程調(diào)校工作完成并且得到正常結(jié)果后，需要對(duì)中間各個(gè)刻度展開檢定，檢定是否出現(xiàn)了超差現(xiàn)象，必要情況下需要開展微調(diào)。

（二）常規(guī)差壓變送器的檢定工作在低壓力容室連通大氣時(shí)開展，安裝到工業(yè)領(lǐng)域中的時(shí)候需要實(shí)際應(yīng)用靜壓。校零的時(shí)候，一般零位輸出與低壓力容室通大氣時(shí)的不同，這種在高低壓容室相通靜壓得出的零位輸出間的誤差成為靜壓變送器接受檢定時(shí)較重要的標(biāo)準(zhǔn)。

（三）差異變送器液面的遷移問(wèn)題。在對(duì)差壓變送器加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上對(duì)液面展開測(cè)量時(shí)，假如差壓變送器高低壓力容室和容器的取壓點(diǎn)在同一個(gè)水平面之上，那么就不需要再遷移。但是在實(shí)際應(yīng)用的過(guò)程中，因?yàn)槭切枰紤]到各個(gè)層面的相關(guān)問(wèn)題，測(cè)量?jī)x表想要總是和取壓點(diǎn)放置在同一個(gè)水平面之上很難實(shí)現(xiàn)。即使被測(cè)介質(zhì)是強(qiáng)腐蝕性或者粘度比較大的液體，那么也不能直接將介質(zhì)放置在壓力測(cè)試儀表當(dāng)中。必須選用安裝隔離液罐，以便于可以在此基礎(chǔ)之上使得差壓變送器運(yùn)行實(shí)現(xiàn)一定的安全性和穩(wěn)定性。

三、壓力變送器使用建議

（一）選擇合適的量程壓力。壓力變送器的級(jí)別是按照滿量程的百分比進(jìn)行計(jì)算的。在小壓力測(cè)量時(shí)，容易出現(xiàn)相對(duì)誤差過(guò)大的問(wèn)題。

（二）某些壓力變送器的感壓膜片暴露在外。感壓膜片較脆弱，不能觸摸或者用硬物捅刺，在安裝時(shí)不能壓迫到。

結(jié)語(yǔ)：

綜上所述，對(duì)壓力變送器現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整及檢定相關(guān)工作進(jìn)行的過(guò)程中出現(xiàn)幾率比較高的問(wèn)題進(jìn)行分析。在實(shí)際工作過(guò)程中，因?yàn)閴毫ψ兯推骱筒顗鹤兯推髟跍y(cè)量和應(yīng)用等領(lǐng)域中具有一定的相通性，因此上文中提及到的這些解決措施在壓力變送器現(xiàn)場(chǎng)檢定領(lǐng)域中也較為適用。在對(duì)這些措施加以一定程度的應(yīng)用的基礎(chǔ)上，就可以對(duì)測(cè)量誤差問(wèn)題出現(xiàn)的幾率形成有效的控制。

參考文獻(xiàn)：

[1]易杰.《壓力變送器檢定規(guī)程》的探討[J].上海計(jì)量測(cè)試. 2012（03）.

作者簡(jiǎn)介：

徐靜（1986-）女;漢;河北唐山人;助理工程師;本科，研究方向：計(jì)量。

（作者單位：新疆維吾爾自治區(qū)計(jì)量測(cè)試研究院）