壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，而且其輸出信號(hào)與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系( 通常為線性函數(shù)) 。
壓力變送器有電動(dòng)和氣動(dòng)兩大類。電動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)主要為0-10mA和4-20mA(或1-5V)的直流電信號(hào)。氣動(dòng)的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)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(hào)處理和轉(zhuǎn)換單元。有些變送器增加了顯示單元，有些還具有現(xiàn)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(yīng)變式等。
1、檢壓力變送器定過程
1.1 檢定前準(zhǔn)備工作
在檢定前必須將被檢壓力變送器和檢定設(shè)備在檢定條件下放置2小時(shí)以達(dá)到熱平衡。按規(guī)定要求連接信號(hào)線和導(dǎo)壓管路并通電預(yù)熱。壓力變送器取壓口的參考平面應(yīng)于標(biāo)準(zhǔn)器取壓口的參考平面處于同一水平面上，如有高度差應(yīng)予修正。某些壓力變送器安裝位置的改變會(huì)對(duì)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(wěn)升壓使壓力變送器測量室的壓力達(dá)到測量上限值，關(guān)閉壓力源，密封15分鐘應(yīng)無泄露。此項(xiàng)檢查也可以使壓力傳感器感壓元件達(dá)到最佳工作狀態(tài)。
1.3 測量誤差和回差的檢定
①合理選定檢定點(diǎn)
檢定點(diǎn)的選擇應(yīng)按量程基本均勻分布，一般應(yīng)包括上限值、下限值在內(nèi)不少于5個(gè)點(diǎn)。優(yōu)于0.1級(jí)和0.05 級(jí)的壓力變送器應(yīng)不少于9個(gè)點(diǎn)。
②檢定前調(diào)整
檢定前用改變輸入壓力的辦法對(duì)輸出下限值和上限值進(jìn)行調(diào)整，使其與理論的下限值和上限值相一致。一般可以通過調(diào)整“零點(diǎn)”和“滿量程”來完成。通常情況下，壓力傳感器內(nèi)部用Z標(biāo)記零點(diǎn)調(diào)節(jié)旋鈕或按鍵，用S標(biāo)記滿量程調(diào)節(jié)旋鈕或按鍵。
零點(diǎn)調(diào)節(jié)的作用是改變輸出直線的截距而不改變斜率，調(diào)整效果如圖1所示。滿量程調(diào)節(jié)的作用是改變輸出直線的斜率而不改變截距，調(diào)整效果如圖2所示。
圖1 零點(diǎn)調(diào)節(jié)效果
圖2 滿量程調(diào)節(jié)效果
根據(jù)兩個(gè)調(diào)節(jié)旋鈕的作用，可以確定調(diào)整過程：先將壓力變送器測量室壓力調(diào)整至下限，利用“Z”旋鈕調(diào)整輸出電信號(hào)至理論下限，然后將測量室壓力增大至上限，利用“S”旋鈕調(diào)整輸出電信號(hào)至理論上限。
③壓力變送器檢定過程
調(diào)整完成之后，根據(jù)規(guī)程要求，按照選定的檢定點(diǎn)依次增壓和減壓，進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的檢定。測量誤差按公式Δ=Ad-As計(jì)算，式中: Δ為壓力變送器各檢定點(diǎn)的測量誤差，mA或V；Ad為壓力變送器上行程或下行程各檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值，mA或V；As為壓力變送器各檢定點(diǎn)的理論輸出值，mA或V。
要求每個(gè)檢定點(diǎn)的測量誤差的絕對(duì)值不大于最大允許誤差的絕對(duì)值。
回差按公式ΔA=|Ad1-Ad2|計(jì)算，式中: ΔA為壓力變送器的回差，mA或V；Ad1，Ad2為壓力變送器上行程及下行程各檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值，mA或V。
后續(xù)檢定變送器要求回差不超過最大允許誤差的絕對(duì)值。
1.4 異常情況處理
實(shí)際檢定過程中，可能會(huì)出現(xiàn)以下異常情況: 在檢定前調(diào)整時(shí)將壓力下限和壓力上限的輸出值調(diào)整至理論輸出值，但是有可能導(dǎo)致在量程的一半附近時(shí)，測量誤差超過最大允許誤差的要求。這是因?yàn)閴毫ψ兯推鞯妮敵霾皇墙^對(duì)的線性，輸出曲線不是一條真正的直線，在坐標(biāo)圖上會(huì)呈現(xiàn)出“凸起”或 “凹陷”的情況，如圖3所示。
圖3 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(diào)整:：
①調(diào)整“Z”旋鈕使每個(gè)檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值都產(chǎn)生一個(gè)合理范圍內(nèi)的增大或者減小，在坐標(biāo)圖上顯示實(shí)際校準(zhǔn)曲線向上或者向下平移，使測量誤差達(dá)到規(guī)程要求。實(shí)際效果如圖4所示。
圖4 零點(diǎn)調(diào)節(jié)以減小測量誤差
②調(diào)整“S”旋鈕使壓力上限的輸出值產(chǎn)生一個(gè)合理范圍內(nèi)的增大或者減小，在坐標(biāo)圖上顯示實(shí)際校準(zhǔn)曲線的斜率增大或者減小，使測量誤差達(dá)到規(guī)程要求。實(shí)際效果如圖5所示。
圖 5 滿量程調(diào)節(jié)以減小測量誤差
從以上兩種調(diào)整方式的對(duì)比可以看出，如果使用中壓力變送器采用最小二乘法擬合曲線，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(diào)整輸出，因?yàn)檫@種方式調(diào)整之后的實(shí)際數(shù)值采用最小二乘法擬合的曲線最接近理論曲線。
3、壓力變送器使用建議
3.1 選用合適量程的壓力變送器。這是因?yàn)閴毫ψ兯推鞯募?jí)別是按照滿量程的百分比計(jì)算的，在小壓力測量情況下，會(huì)造成相對(duì)誤差過大。
3.2 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(shí)候，注意不能壓迫到感壓膜片。
3.3 電壓輸出型的壓力變送器在信號(hào)長距離傳輸中會(huì)有衰減，使用中應(yīng)該注意。
3.4 某些差壓變送器的安裝位置會(huì)對(duì)輸出產(chǎn)生影響，送檢的時(shí)候應(yīng)與計(jì)量人員溝通確定安裝位置。由于安裝位置造成輸出發(fā)生變化，可以通過調(diào)整零點(diǎn)按鈕使輸出曲線恢復(fù)。
3.5 壓力管道內(nèi)有殘液、沉淀物或其他外來物質(zhì)流入導(dǎo)壓管內(nèi)會(huì)產(chǎn)生測量誤差，應(yīng)及時(shí)清除。
作者：程虎、劉杰偉、蘇欣
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