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关于压力变送器的检定过程及调整技巧建议

作时间:2019-02-15  来源:  编辑:
   

 摘 要:压力变送器是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表,在检定压力变送器的过程中,有时需要调整输出信号使之接近理论输出值,以满足允许误差要求。本文从实际应用出发,先容压力变送器检定和调整过程,同时对使用中的压力变送器调整提出建议。QDw压力变送器_差压变送器_液位变送器_温度变送器

 
0 引言
压力变送器是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表,而且其输出信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系(通常为线性函数)。
 
压力变送器有电动和气动两大类。电动的标准化输出信号主要为 0mA ~10mA 和 4mA ~20mA(或1V ~5V)的直流电信号。气动的标准化输出信号主要为 20kPa ~100kPa 的气体压力。
 
压力变送器通常由两部分组成:感压单元、信号处理和转换单元。有些变送器增加了显示单元,有些还具有现场总线功能。
 
压力变送器按原理可以分为电容式、谐振式、压阻式、力(力矩)平衡式、电感式和应变式等。
 
1 检定过程
1. 1 检定前准备工作
在检定前必须将被检压力变送器和检定设备在检定条件下放置 2 小时以达到热平衡。按规定要求连接信号线和导压管路并通电预热。压力变送器取压口的参考平面应于标准器取压口的参考平面处于同一水平面上,如有高度差应予修正。某些压力变送器安装位置的改变会对输出值造成一定的影响,需跟使用方沟通确定安装位置。
 
1. 2 密封性检查
平稳升压使压力变送器测量室的压力达到测量上限值,关闭压力源,密封 15 分钟应无泄露。此项检查也可以使压力传感器感压元件达到非常佳工作状态。
 
1. 3 测量误差和回差的检定
(1)合理选定检定点
检定点的选择应按量程基本均匀分布,一般应包括上限值、下限值在内不少于 5 个点。优于 0. 1级和 0. 05 级的压力变送器应不少于 9 个点。
(2)检定前调整
检定前用改变输入压力的办法对输出下限值和上限值进行调整,使其与理论的下限值和上限值相一致。一般可以通过调整“零点”和“满量程”来完成。通常情况下,压力传感器内部用 Z 标记零点调节旋钮或按键,用 S 标记满量程调节旋钮或按键。零点调节的作用是改变输出直线的截距而不改变斜率,调整效果如图 1 所示。满量程调节的作用是改变输出直线的斜率而不改变截距,调整效果如图 2所示。
 
根据两个调节旋钮的作用,可以确定调整过程:先将压力变送器测量室压力调整至下限,利用“Z”旋钮调整输出电信号至理论下限,然后将测量室压力增大至上限,利用“S”旋钮调整输出电信号至理论上限。
零点调节效果满量程调节效果
(3)检定过程
调整完成之后,根据规程要求,按照选定的检定点依次增压和减压,进行两个循环的检定。测量误差按公式(1)计算:
Δ = A d - A s
(1)式中:Δ—压力变送器各检定点的测量误差,mA或 V;
A d —压力变送器上行程或下行程各检定点的实际输出值,mA 或 V;
A s —压力变送器各检定点的理论输出值,mA 或V。要求每个检定点的测量误差的绝对值不大于非常大允许误差的绝对值。
 
回差按公式(2)计算:
ΔA = |A d 1 - A d 2 |
(2)
式中:ΔA—压力变送器的回差,mA 或 V;
A d1 ,A d 2 —压力变送器上行程及下行程各检定点的实际输出值,mA 或 V。后续检定变送器要求回差不超过非常大允许误差的绝对值。
 
1. 4 异常情况处理
实际检定过程中,可能会出现以下异常情况:在检定前调整时将压力下限和压力上限的输出值调整至理论输出值,但是有可能导致在量程的一半附近时,测量误差超过非常大允许误差的要求。这是因为压力变送器的输出不是绝对的线性,输出曲线不是一条真正的直线,在坐标图上会呈现出“凸起”或“凹陷”的情况,如图 3 所示。
测量误差超差情况
遇到这种异常情况,可以通过以下两种方式调整:
(1)调整“Z”旋钮使每个检定点的实际输出值都产生一个合理范围内的增大或者减小,在坐标图上显示实际校准曲线向上或者向下平移,使测量误差达到规程要求。实际效果如图 4 所示。
零点调节以减小测量误差满量程调节以减小测量误差
(2)调整“S”旋钮使压力上限的输出值产生一个合理范围内的增大或者减小,在坐标图上显示实际校准曲线的斜率增大或者减小,使测量误差达到规程要求。实际效果如图 5 所示。
 
从以上两种调整方式的对比可以看出,如果使用中压力变送器采用非常小二乘法拟合曲线,第一种方式只改变截距而不改变斜率,第二种方式只改变斜率而不改变截距。一般推荐第一种方式调整输出,因为这种方式调整之后的实际数值采用非常小二
乘法拟合的曲线非常接近理论曲线。
 
3 压力变送器使用建议
(1)选用合适量程的压力变送器。这是因为压力变送器的级别是按照满量程的百分比计算的,在小压力测量情况下,会造成相对误差过大。
(2)某些压力变送器的感压膜片暴露在外,而感压膜片比较脆弱,不能触摸或者硬物捅刺。尤其是安装的时候,注意不能压迫到感压膜片。
(3)电压输出型的压力变送器在信号长距离传输中会有衰减,使用中应该注意。
(4)某些差压变送器的安装位置会对输出产生影响,送检的时候应与计量人员沟通确定安装位置。由于安装位置造成输出发生变化,可以通过调整零点按钮使输出曲线恢复。
(5)压力管道内有残液、沉淀物或其他外来物质流入导压管内会产生测量误差,应及时清除。
 
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