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概述壓力變送器的七個精度規格和不同的精度組件
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概述壓力變送器的七個精度規格和不同的精度組件

時間:2020-02-26 10:31:50

        壓力變送器廣泛用于過程工業。宣傳的現代壓力變送器的精度規格變得越來越準確。wNr壓力變送器_差壓變送器_液位變送器_溫度變送器

 
無論如何,公布的精度規范通常僅包括部分事實。它僅包括影響您在實際應用中可以期望變送器獲得的總精度的一些精度組件。
 
在此文章中,我將研究一些流行的壓力變送器的精度規格和不同的精度組件,例如:重新量程,環境溫度,安裝位置,靜壓力,長期漂移,振動,電源等的影響。
 
我將通過幾個示例簡短地解釋這些組件是什么以及它們的含義。
 
背景
我們看到“數字游戲”正在按照某些發射器的規格進行播放,在這些數字中,它們宣傳的準確性數字只是事實的一部分,即,它只是您應考慮的許多準確性成分之一。在某些情況下,這些廣告可能會造成混淆,并給您在應用程序中獲得的總體實用準確性帶來錯誤的印象。
 
非常好的精度數字的競爭和競爭可能導致了這種情況,一些制造商制定了一個“有限的”精度數字,并將其放在手冊的封面上,并在其網站上進行宣傳,而完整的規格可在以下網站中找到:用戶手冊。
 
通常,壓力變送器的規格包括幾個精度組件,在考慮總精度時應考慮這些組件。
 
如前所述,此博客文章將回顧一些流行的壓力變送器的規格,以使您了解應考慮并注意的重要因素。另外,我將列出一些針對不同部分精度組件的典型規格編號。我絕不是要降低或貶值任何變送器。
 
由于變送器的精度會影響校準設備的精度,因此我們也會從客戶那里獲得這些精度問題。當然,校準器應該比您使用它校準的變送器更準確,但是這兩者之間的準確率是不同的人有不同的看法。無論如何,您應該了解校準的總不確定性,并在校準過程中進行記錄。
 
無論如何,過程變送器公差的選擇應基于過程要求,而不是基于該位置所安裝變送器的規格。
 
該潛入其中了……
 
 
 
壓力變送器精度組件
 
“參考精度”
通常,通常在手冊封面或網站上會提到單好的“有限”準確性聲明。
 
這可以稱為“參考精度”或類似的東西,僅包括精度的某些部分,而不是所有部分。它例如僅包括線性,磁滯和可重復性。
 
此“非常佳情況下的精度”不包括您應考慮的所有實際精度組件(安裝位置,環境溫度等)。因此,當您在過程中安裝該規范時,請不要以為該規范實際上是您對變送器的期望。
 
對于非常精確的變送器而言,對于非常精確的壓力范圍,這種“非常佳情況下的精確度”可以是例如量程的0.04%或什至0.025%。
 
 
 
不同壓力范圍
通常,非常佳(參考)精度僅對某些壓力范圍有效,而不對所有可用范圍有效。同樣,它可能會因壓力類型而異,即,絕對范圍可能不同于表壓范圍。
 
雖然非常佳范圍甚至可以具有0.04%的范圍精度,但是同一變送器型號的其他某個范圍可能具有0.1%的精度。
 
對于不同的壓力范圍,精度指標可能會翻倍或翻三番。因此,請確保您知道所使用的確切壓力范圍/模型的精度是多少。
 
 
 
重新調整范圍
HART(智能)變送器可以以較大的比例進行重新設置。通常,您可以以100:1或更高的量程比重新設置變送器的量程。準確度指標通常提供給整個范圍,或者具有有限的調節比。
 
如果將HART變送器(具有mA輸出)的量程重新設置為小于整個量程,則通常會降低精度。因此,如果將變送器的量程重新設置為小于非常大量程的量程,請確保確定是否發現/增加了精度的誤差。
 
 
 
環境溫度影響
在過程中,大多數壓力變送器都在變化的環境條件下使用。同樣,壓力介質的溫度在使用過程中可能會發生很大變化。
 
與大多數測量設備一樣,壓力變送器通常具有某種溫度系數,即存在取決于環境溫度的精度分量。
 
溫度依賴性似乎經常以一種很難理解的格式指定。但是請嘗試理解這一點,并詢問供應商您是否無法解決。
 
無論如何,查看不同的發射器,這可能會從量程的0.01%甚至量程的0.5%變化。非常差的模型似乎指定溫度影響超過范圍的1%。
 
如果過程中的溫度變化很大,則應考慮到這一點。
 
 
 
靜(線)壓效應
差壓變送器可在靜態管線壓力條件下使用。這意味著兩個輸入都具有一定的壓力,變送器正在測量兩個輸入之間的差。與相對于大氣壓測量壓力的壓力計變送器或相對于全真空測量壓力的絕對變送器相比。
 
理想的差分變送器只能測量輸入之間的差異,但實際上,共模靜態線路壓力會對輸出產生一定影響。
 
如果兩個輸入都打開到大氣壓力,則壓差自然為零。同樣,如果您對兩個輸入施加相同的壓力(例如50 bar / psi),則壓差仍為零。實際上,該靜壓會對變送器的輸出產生一定的影響。因此,當管路壓力發生變化時,輸出會有所變化。
 
通常,管路壓力影響可能從量程的0.025%到量程的0.4%,具體取決于變送器的型號。
 
通常,管路壓力主要改變變送器的零位,但不會對跨度產生重大影響。因此,在校準中,您可以通過對兩個輸入施加相同的壓力(低壓和高壓)來測試此效果,并查看零值變化了多少。
 
管路壓力可能還會對變送器的量程產生一定的影響,這使得操作和校準更加困難。它需要差壓標準進行校準。
 
 
 
長期穩定性
隨著時間的推移,所有測量設備將逐漸失去其準確性。多一些,少一些。壓力變送器也是如此。
 
有些壓力變送器具有指定的1年穩定性,有些甚至具有5年或10年規格,甚至更長。
 
例如,基準精度為量程的0.04%的變送器可以具有量程的0.2%的1年穩定性。其他一些型號的規格范圍水平也類似0.2%,有效期為5年甚至10年。
 
我發現非常好的一個是低至1年穩定性范圍的0.01%。
 
根據您重新校準壓力變送器的頻率,您應該考慮長期的穩定性影響,因為變送器在下一次重新校準(和可能的調整)之前可能會漂移很多。
 
 
 
安裝位置(方向)效果
安裝位置通常會影響壓力變送器的精度。大多數壓力變送器都有安裝位置的規范。
 
通常,方向的更改會更改零并且不會影響跨度精度。實際上,發射器的方向在正常使用期間不會改變。如果首先在車間校準變送器,然后將其安裝到過程中,或者將變送器從過程中取出進行重新校準,則無論如何都應考慮方向。
 
當然,如果變送器的密封較遠,毛細管的位置將對零值產生很大影響。同樣,如果將變送器從安裝位置移開,這在正常使用期間不會改變,但可能會影響校準。
 
 
 
震動效果
許多壓力變送器都有關于振動影響的規范。
 
自然,只有在將變送器安裝在振動的地方時才需要考慮這一點。
 
振動對精度的影響通常相對較小,例如,可以指定為“小于范圍的0.1%”。
 
 
 
電源效果
2線制變送器需要外部電源才能工作。通常,電源是24 VDC電源。
 
變送器通?梢栽诤軐挼碾娫措妷悍秶鷥裙ぷ,甚至可以降至10 VDC。
 
無論如何,如果電源電壓在操作過程中發生變化,則對變送器的精度影響很小。電源電壓的影響通常很小,例如,可以指定為“每1伏變化小于跨度的0.01%”。  
 
實際上,如果您的電源正常,這不是問題。
 
 
 
總精度規格
一些變送器具有某種“總精度”規范,其中包括一些常見的精度組件。這可以包括前面提到的“參考精度”以及環境溫度效應和靜態/管線壓力效應。這種總精度具有更人性化的價值,因為它越來越接近您可以從變送器獲得的真實精度。
 
例如,“總精度”指標可以是量程的0.14%,而參考值是0.04%。
 
因此,一旦包括溫度和管路壓力影響,參考精度就會乘以3到4。
 
另一個示例模型提供了0.075%的范圍參考精度,當包含溫度影響時,它會提高到0.2%,而當還包含靜態壓力影響時,它會達到范圍的0.3%。
 
如果變送器具有這種“總”精度指標,則可以幫助您更實際地了解您在實踐中可以期望的精度。即使通常仍然缺少“總”精度,此處還是列出了一些精度組件。
 
 
 
使用中的污染
在過程中使用壓力變送器測量壓力時,存在很大的危險,即變送器的膜會被壓力介質或一些污物污染。這種污染會嚴重影響變送器的精度。
 
當然,這不是可以指定的,但是在正常使用中無論如何都是很大的風險。特別是,如果您決定要有很長的重新校準周期,例如幾年。因此,除了變送器的長期漂移規范外,還應在風險分析中考慮這一點。
 
如果變送器很臟,并且開始嚴重測量錯誤,通常會在測量結果中看到這一點。但是,如果只是開始測量出輕微的錯誤,則在正常使用中很難注意到。
 
 
 
非常好和非常壞情況的例子
當您將以上列出的所有不同精度規格加在一起時,便得出了實際中可以期望的真實總精度規格。
 
通常,當您組合好立的不確定性分量時,通用規則是使用“平方根和”(RSS)方法。在非常壞的情況下,僅將所有組成部分加在一起作為一個筆直的總和將是一個非常壞的情況,實際上,從統計學上講,所有組成部分在同一方向上的可能性很小。因此,使用此統計RSS方法。
 
為了獲得非常佳情況的總結,我們應該采用所有精度非常低的組件,而忽略那些可能不相關的組件。
 
對于非常壞的情況,我們應將所有精度組件作為非常大值,并假設它們全部存在。
 
 
 
非常佳情況下的準確性
為了獲得非常佳的精度,使用了以下假設:
 
選擇非常佳參考精度
選擇非常準確的型號和范圍
不要重新調整范圍->對精度沒有影響
在接近環境溫度的有限溫度范圍內使用變送器。選擇非常小的可用溫度效果。
假設無靜/線壓力影響(用于儀表測量)->無影響。
假設沒有振動效果->沒有效果
假設電源良好->沒有效果
包括一年的漂移
在查看了幾種不同變送器的規格后,似乎可以找到的非常小組合精度使我下降到 量程的0.15%左右  。對于大多數其他型號,似乎非常好的情況是其兩倍左右,因此充其量范圍的非常佳值約為  0.3% 。
 
還有許多型號的非常佳情況精度更高。
 
 
 
非常壞情況下的準確性
為了找到非常壞情況的準確性,使用了以下假設:
 
選擇具有非常大精度規格的型號/壓力范圍
假設正在重新調整范圍
使用溫度影響更大的范圍
假設使用靜態/管線壓力
假設振動效果小
假設電源供應量較小
包括一年的漂移
再次,看看不同的規格,似乎加上這些非常壞情況的精度規格,我們 得出的結果是非常精確的變送器,非常終導致范圍精度的大約  1%至1.5%。
 
但是對于某些模型,這個數字也可以更高。
 
 
 
摘要
如前所述,現代壓力變送器是非常精確的儀器。無論如何,仔細閱讀精度規格,包括影響精度的所有不同組件,都是一件好事。容易遺漏這些,只看營銷和其他資料中顯示的一種準確性,例如“參考準確性”。
 
這篇文章的目的是提高您對不同事物的認識,這些事物會影響您在實踐中可以期望的總體準確性。
 
當然,所有測量設備都一樣,不僅是壓力變送器。非常好閱讀所有規范,包括所有帶有小字體的腳注。
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