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差壓變送器

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關于壓力變送器的檢定過程及調整技巧建議

作時間:2019-02-15  來源:  作者:
   

 摘 要:壓力變送器是一種將壓力變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表,在檢定壓力變送器的過程中,有時需要調整輸出信號使之接近理論輸出值,以滿足允許誤差要求。本文從實際應用出發,介紹壓力變送器檢定和調整過程,同時對使用中的壓力變送器調整提出建議。9K8壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
0 引言
壓力變送器是一種將壓力變量轉換為可傳送的標準化輸出信號的儀表,而且其輸出信號與壓力變量之間有一給定的連續函數關系(通常為線性函數)。
 
壓力變送器有電動和氣動兩大類。電動的標準化輸出信號主要為 0mA ~10mA 和 4mA ~20mA(或1V ~5V)的直流電信號。氣動的標準化輸出信號主要為 20kPa ~100kPa 的氣體壓力。
 
壓力變送器通常由兩部分組成:感壓單元、信號處理和轉換單元。有些變送器增加了顯示單元,有些還具有現場總線功能。
 
壓力變送器按原理可以分為電容式、諧振式、壓阻式、力(力矩)平衡式、電感式和應變式等。
 
1 檢定過程
1. 1 檢定前準備工作
在檢定前必須將被檢壓力變送器和檢定設備在檢定條件下放置 2 小時以達到熱平衡。按規定要求連接信號線和導壓管路并通電預熱。壓力變送器取壓口的參考平面應于標準器取壓口的參考平面處于同一水平面上,如有高度差應予修正。某些壓力變送器安裝位置的改變會對輸出值造成一定的影響,需跟使用方溝通確定安裝位置。
 
1. 2 密封性檢查
平穩升壓使壓力變送器測量室的壓力達到測量上限值,關閉壓力源,密封 15 分鐘應無泄露。此項檢查也可以使壓力傳感器感壓元件達到非常佳工作狀態。
 
1. 3 測量誤差和回差的檢定
(1)合理選定檢定點
檢定點的選擇應按量程基本均勻分布,一般應包括上限值、下限值在內不少于 5 個點。優于 0. 1級和 0. 05 級的壓力變送器應不少于 9 個點。
(2)檢定前調整
檢定前用改變輸入壓力的辦法對輸出下限值和上限值進行調整,使其與理論的下限值和上限值相一致。一般可以通過調整“零點”和“滿量程”來完成。通常情況下,壓力傳感器內部用 Z 標記零點調節旋鈕或按鍵,用 S 標記滿量程調節旋鈕或按鍵。零點調節的作用是改變輸出直線的截距而不改變斜率,調整效果如圖 1 所示。滿量程調節的作用是改變輸出直線的斜率而不改變截距,調整效果如圖 2所示。
 
根據兩個調節旋鈕的作用,可以確定調整過程:先將壓力變送器測量室壓力調整至下限,利用“Z”旋鈕調整輸出電信號至理論下限,然后將測量室壓力增大至上限,利用“S”旋鈕調整輸出電信號至理論上限。
零點調節效果滿量程調節效果
(3)檢定過程
調整完成之后,根據規程要求,按照選定的檢定點依次增壓和減壓,進行兩個循環的檢定。測量誤差按公式(1)計算:
Δ = A d - A s
(1)式中:Δ—壓力變送器各檢定點的測量誤差,mA或 V;
A d —壓力變送器上行程或下行程各檢定點的實際輸出值,mA 或 V;
A s —壓力變送器各檢定點的理論輸出值,mA 或V。要求每個檢定點的測量誤差的絕對值不大于非常大允許誤差的絕對值。
 
回差按公式(2)計算:
ΔA = |A d 1 - A d 2 |
(2)
式中:ΔA—壓力變送器的回差,mA 或 V;
A d1 ,A d 2 —壓力變送器上行程及下行程各檢定點的實際輸出值,mA 或 V。后續檢定變送器要求回差不超過非常大允許誤差的絕對值。
 
1. 4 異常情況處理
實際檢定過程中,可能會出現以下異常情況:在檢定前調整時將壓力下限和壓力上限的輸出值調整至理論輸出值,但是有可能導致在量程的一半附近時,測量誤差超過非常大允許誤差的要求。這是因為壓力變送器的輸出不是絕對的線性,輸出曲線不是一條真正的直線,在坐標圖上會呈現出“凸起”或“凹陷”的情況,如圖 3 所示。
測量誤差超差情況
遇到這種異常情況,可以通過以下兩種方式調整:
(1)調整“Z”旋鈕使每個檢定點的實際輸出值都產生一個合理范圍內的增大或者減小,在坐標圖上顯示實際校準曲線向上或者向下平移,使測量誤差達到規程要求。實際效果如圖 4 所示。
零點調節以減小測量誤差滿量程調節以減小測量誤差
(2)調整“S”旋鈕使壓力上限的輸出值產生一個合理范圍內的增大或者減小,在坐標圖上顯示實際校準曲線的斜率增大或者減小,使測量誤差達到規程要求。實際效果如圖 5 所示。
 
從以上兩種調整方式的對比可以看出,如果使用中壓力變送器采用非常小二乘法擬合曲線,第一種方式只改變截距而不改變斜率,第二種方式只改變斜率而不改變截距。一般推薦第一種方式調整輸出,因為這種方式調整之后的實際數值采用非常小二
乘法擬合的曲線非常接近理論曲線。
 
3 壓力變送器使用建議
(1)選用合適量程的壓力變送器。這是因為壓力變送器的級別是按照滿量程的百分比計算的,在小壓力測量情況下,會造成相對誤差過大。
(2)某些壓力變送器的感壓膜片暴露在外,而感壓膜片比較脆弱,不能觸摸或者硬物捅刺。尤其是安裝的時候,注意不能壓迫到感壓膜片。
(3)電壓輸出型的壓力變送器在信號長距離傳輸中會有衰減,使用中應該注意。
(4)某些差壓變送器的安裝位置會對輸出產生影響,送檢的時候應與計量人員溝通確定安裝位置。由于安裝位置造成輸出發生變化,可以通過調整零點按鈕使輸出曲線恢復。
(5)壓力管道內有殘液、沉淀物或其他外來物質流入導壓管內會產生測量誤差,應及時清除。
 
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