傳感器方法檢定壓力變送器能力的演算

本文以壓力變送器檢定的技術(shù)為基礎(chǔ)，論述壓力突增等多種技術(shù)條件下的處理辦法，并在驗(yàn)算方法上，使用傳感器法對變送器驗(yàn)算的能力進(jìn)行優(yōu)化條件。在提出驗(yàn)算精度保護(hù)措施的同時(shí)，為相關(guān)技術(shù)領(lǐng)域提供學(xué)術(shù)交流內(nèi)容，維護(hù)壓力變送器使用的有效性。

壓力變送器是將壓力變量條件轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓚鬏斝盘?hào)的系統(tǒng)。在對此系統(tǒng)進(jìn)行檢測的過程中，通過對被檢測壓力值的指示，完成參數(shù)的讀取，并在壓力變送輸出信號(hào)中出現(xiàn)與系統(tǒng)相對應(yīng)的電流條件。通常情況下，使用輸出信號(hào)與壓力變量之間的線性函數(shù)關(guān)系，可以更加直接的完成高精度數(shù)字壓力計(jì)，并在標(biāo)準(zhǔn)器、壓力變送器、造壓器之間形成完整的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。

壓力變送器檢定注意事項(xiàng)

當(dāng)前的技術(shù)條件下，現(xiàn)場檢測工作通常使用HART協(xié)議的功能保證對傳輸范圍的控制，并在調(diào)節(jié)零點(diǎn)與量程關(guān)系的過程中，起到積極的作用。然而在此項(xiàng)技術(shù)中由于輸入壓力并不是標(biāo)準(zhǔn)壓力源，所以這種方法與理論上的檢定概念有明顯區(qū)別，只能作為基本的量程設(shè)置方法發(fā)揮一定的功能作用。在行業(yè)的“壓力變送器檢定規(guī)程”中，對量程調(diào)整的范圍提出了明確的標(biāo)準(zhǔn)化要求，并在輸出參數(shù)等內(nèi)容中進(jìn)行了細(xì)化的規(guī)范。在發(fā)生電源變化、環(huán)境溫度改變、振動(dòng)與傾斜等多種情況時(shí)，都會(huì)對變送器的輸出條件造成影響。

所以，必須在變送器檢定過程中，從以下四點(diǎn)內(nèi)容入手，完成對檢定方法的優(yōu)化控制。首先，在高、低壓腔室的設(shè)計(jì)中，都必須預(yù)留與外界相連接的通道，并在零點(diǎn)位置進(jìn)行觀察，如果其指針沒有對準(zhǔn)1V，必須對其進(jìn)行更正。其次，在完成零點(diǎn)調(diào)節(jié)后，需對標(biāo)磚壓力源進(jìn)行處理，使其緩慢的釋放壓力，并在達(dá)到壓力條件最大量程時(shí)，保證輸出值為5V。第三，如果此時(shí)的量程沒有達(dá)到5V，必須手動(dòng)操作進(jìn)行控制，在重復(fù)零點(diǎn)與量程的處理過程中，滿足基本的技術(shù)要求。第四，在對測量范圍進(jìn)行等分管理的過程中，可以使用對應(yīng)的顯示數(shù)值，并計(jì)算其中的誤差變化。如果誤差加大，就必須對其進(jìn)行微調(diào)處理，以此保證檢定的規(guī)范性與有效性。

檢定變送器驗(yàn)算優(yōu)化方法

（一）穩(wěn)定壓力變送器信號(hào)

變送器的使用過程中，如果壓力值在檢測開始沒有發(fā)生變化，當(dāng)加壓到一定條件時(shí)，出現(xiàn)了壓力數(shù)值的突增，并在泄壓后也無法將壓力輸出值規(guī)整為零。那么，就應(yīng)從變送器的密封圈開始進(jìn)行檢查，在確定密封條件的同時(shí)，觀察壓力變送器是否存在引壓口堵塞的問題。如果在加壓條件下，壓力的介質(zhì)無法進(jìn)入設(shè)備，就會(huì)在壓力上升到一定條件后，沖破密封圈的保護(hù)，并在降壓過程中，對引壓口再次造成堵塞，從而導(dǎo)致此類問題的產(chǎn)生。為處理這一技術(shù)現(xiàn)象，可以嘗試更換密封圈的方法，并對變送器進(jìn)行拆卸處理，檢驗(yàn)其工作狀態(tài)。

（二）接電輸出與設(shè)備阻塞

設(shè)備檢定過程中，對于電力線路的條件是重點(diǎn)的內(nèi)容，必須杜絕操作中的接錯(cuò)線問題發(fā)生。而產(chǎn)生無電力輸出的問題，很有可能是在線路或是電源輸出條件上出現(xiàn)故障，在檢查線路是否存在短路條件的基礎(chǔ)上，確認(rèn)與電源的匹配程度，以此保證電力電力的穩(wěn)定性。如果在此類硬件條件中沒有故障問題，就應(yīng)對儀表的電流值鎖定條件進(jìn)行分析。在部分壓力變送器的檢定過程中，如果增加壓力，其儀表盤仍然停留在1V的數(shù)值指示中，有很大可能是執(zhí)行了電壓輸出的鎖定狀態(tài)，雖然仍然可以進(jìn)行相應(yīng)的檢定工作，但是在數(shù)值參數(shù)上不會(huì)發(fā)生變化。對此，可以通過手動(dòng)操作解鎖的辦法，更改HARTOUT的數(shù)值，完成儀表解鎖。

（三）傳感器技術(shù)下的驗(yàn)算內(nèi)容

對壓力變送器內(nèi)的檢定，可以嘗試使用傳感器測定技術(shù)，對使用過程中的測量不確定性進(jìn)行評價(jià)。在施加操作案例中，可以將（0－2）MPa0.1級(jí)別，且輸出電流條件為（4－20）mA的壓力變送器作為檢定對象。在標(biāo)準(zhǔn)器選擇上，使用精度等級(jí)為0.02的ConST273系列標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行技術(shù)處理。

在測定伊始，首先要對環(huán)境條件進(jìn)行控制，將溫度控制在20℃，并使相對濕度條件維持在45%~75%區(qū)間，在《壓力變送器檢定規(guī)程》的技術(shù)與參數(shù)指導(dǎo)下，設(shè)計(jì)完整的檢定內(nèi)容與工藝流程，保證設(shè)計(jì)的合理性條件。以△I=I－I0作為其計(jì)算的基本數(shù)學(xué)模型。在此公式中，△I代表壓力變送器輸出誤差；I代表實(shí)際輸出電流；I0代表理論輸出電流。

為了更加精確的計(jì)算其中的靈敏度公式，可以分別對理論與實(shí)際輸出電流的影響效果進(jìn)行分別計(jì)算，其中理論輸出電流下的靈敏系數(shù)，可使用公式：

C1=∂△I/∂I0=－1

而實(shí)際輸出電流下的靈敏系數(shù)則使用公式：

C2=∂△I/∂I=1

在對標(biāo)磚不確定度的分量信息進(jìn)行整理的過程中，可以分別將理論電流條件下的不確定分量、壓力變送器實(shí)際去確定分量、標(biāo)準(zhǔn)器分表不確定分量分別設(shè)置為固定的位置參數(shù)x1、x2、x3。在計(jì)算與測量的統(tǒng)計(jì)過程中，完成這三個(gè)參數(shù)的計(jì)算統(tǒng)計(jì)，最終合成并總結(jié)各類不確定分量條件的統(tǒng)計(jì)數(shù)值，如表1所示。

通過對此類不確定性的合成整理，可以得出基本的關(guān)聯(lián)數(shù)值，將xc的數(shù)值確定為1.87μA。同時(shí)，在取信因子的統(tǒng)計(jì)計(jì)算中，可以在被檢測變送器在1.5MPa的示值條件下將檢定結(jié)果確定為△I=0.005（1±0.024%）mA。

（四）傳感器檢定技術(shù)下的校準(zhǔn)驗(yàn)算

以前文的不確定度計(jì)算為基礎(chǔ)，在分析過程中可以發(fā)現(xiàn)，標(biāo)準(zhǔn)器中提供的不確定分量值的貢獻(xiàn)程度要明顯的優(yōu)于其他參數(shù)。由此，可以對這一計(jì)算方法進(jìn)行拓展應(yīng)用，在完成分量計(jì)算的過程中，統(tǒng)計(jì)滿足精確度條件下的現(xiàn)行差值，并在得到量程數(shù)據(jù)45%的條件下，進(jìn)行放寬應(yīng)用，將其參數(shù)延展到50%。然后可以確定，當(dāng)檢定能力在50%的狀態(tài)下，可以完成項(xiàng)目需要的檢定內(nèi)容。以此，傳感器式的壓力變送器檢定方法，可以滿足相關(guān)技術(shù)應(yīng)用條件的需要，并可作為基本的技術(shù)參考條件，實(shí)現(xiàn)對項(xiàng)目內(nèi)容的檢定處理。

提高驗(yàn)算精度保護(hù)措施

按照相關(guān)的技術(shù)管理規(guī)定，在執(zhí)行壓力變送器檢定之前，必須對設(shè)備進(jìn)行清理，清除其表面的灰塵與雜物。如果發(fā)現(xiàn)變送器的引壓管中存留液體，應(yīng)在靜壓條件下進(jìn)行控制，防止在壓力逐漸增加的過程中，對檢定數(shù)據(jù)內(nèi)容產(chǎn)生誤導(dǎo)。而這種防護(hù)措施，不僅可以保證檢定數(shù)據(jù)精度，也是對設(shè)備儀器的保護(hù)，防止出現(xiàn)送修情況，避免時(shí)間與經(jīng)濟(jì)成本的過度消耗。

在不同的使用條件下，技術(shù)人員會(huì)根據(jù)實(shí)際測定內(nèi)容對變送器的阻尼值進(jìn)行調(diào)整，并以此控制其輸出值的變化速率。在輸出變化值較慢的變送器設(shè)備，可以利用阻尼值的變化條件，實(shí)現(xiàn)鑒定效率的調(diào)整，并使其滿足使用需要。阻尼值的調(diào)整，通常使用人工調(diào)節(jié)方法，在不影響變送器靜態(tài)精度條件的同時(shí)，應(yīng)用最短阻時(shí)間闡常數(shù)完成控制，以最快的速率穩(wěn)定壓力變送器的輸出波動(dòng)條件，達(dá)到控制設(shè)備的效果。

總結(jié)：通過對壓力變送器的描述分析，對檢定過程中容易出現(xiàn)的基礎(chǔ)性問題提出了解決方案，并在傳感器技術(shù)指導(dǎo)下，完成了基本的演算內(nèi)容，使壓力變送器在使用過程中可以更好的發(fā)揮自身技術(shù)功能。同時(shí)，對此類技術(shù)內(nèi)容的研究升級(jí)，不僅可以提高相關(guān)技術(shù)人員的業(yè)務(wù)能力，也是推進(jìn)壓力變送器設(shè)備技術(shù)成長的重要途徑，可有效的促進(jìn)相關(guān)計(jì)量測試技術(shù)的研究深入。