(-100~100)kPa微差壓變送器檢定方法探討

【摘要】通過(guò)對(duì)微差壓變送器檢定方法的探討研究，采用不同的檢定方法來(lái)提高檢定效率和確保檢定結(jié)果的正確性。
　　隨著油田自動(dòng)化的發(fā)展，(-100～100)kPa微差壓變送器在工藝上得到廣泛應(yīng)用，在油田生產(chǎn)自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)揮著舉足輕重的作用，它主要用于將現(xiàn)場(chǎng)被測(cè)的壓力量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程傳輸?shù)哪康?。但是由于微差壓變送器的量程小，壓力低，外界因素?duì)其測(cè)試壓力和輸出電流有著較大的影響，致使檢定過(guò)程中遇到的技術(shù)難題隨之增多。因此對(duì)(-100～100)kPa微差壓變送器的各種檢定方法進(jìn)行探討研究和數(shù)據(jù)分析，對(duì)提高微差壓變送器檢定技術(shù)水平是很有必要的。
一、差壓變送器工作原理
　　差壓變送器是測(cè)量液體、氣體兩端壓力之差的變送器，又分為氣動(dòng)差壓變送器和電動(dòng)差壓變送器兩種(本文只研究電動(dòng)差壓變送器)，可以將測(cè)量的壓力變量轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)的直流信號(hào)輸出，如0～5V，4～20mA(其原理框圖見(jiàn)圖1)。差壓變送器與一般壓力變送器不同點(diǎn)在于差壓變送器有高壓端與低壓端兩個(gè)壓力測(cè)量接口，一般情況下只有當(dāng)高壓端壓力大于低壓端時(shí)儀表才能測(cè)量。
二、微差壓變送器檢定方法探討分析
1.采用水柱檢定微差壓變送器
　　通過(guò)水柱壓強(qiáng)=水的密度*大氣壓*水柱高度的公式，我們計(jì)算出一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓等于1.013*105帕,可以支持10.337米高的水柱，所以采用水柱高度提供的壓力可以檢定小量程的微差壓變送器，如下圖1所示，要注意的是檢定過(guò)程中水柱產(chǎn)生壓力的有效高度為：從水柱頂端到微差壓變送器的承壓模塊的距離。

圖1：水柱檢定實(shí)物圖
　　我們對(duì)一塊編號(hào)為20081002、量程為(0～5)kPa、精度為0.5級(jí)的羅斯蒙特差壓變送器進(jìn)行檢定，數(shù)據(jù)如下表1所示：
表1：檢定數(shù)據(jù)

　　通過(guò)檢定我們看到該變送器的基本誤差都在最大允許誤差的范圍之內(nèi)，證明采用水柱檢定微差壓變送器的方法是可行的，可作為我們檢定微差壓變送器的一種參考手段。但缺點(diǎn)是由于人為的確定水柱的高度會(huì)增大引入的誤差以及檢定量程范圍受限。
2.采用量程遷移法檢定微差壓變送器
　　我們?cè)跈z定微差壓力變送器的時(shí)候，會(huì)碰到負(fù)壓量程變送器，然由于大氣壓的存在，如下圖2所示，我們的抽負(fù)壓設(shè)備只能抽到-90kPa的最大瞬時(shí)真空壓力值，在檢定微差壓變送器時(shí)只能達(dá)到-80kPa　　左右的穩(wěn)定壓力，而對(duì)下限量程點(diǎn)-100kPa的真空壓力根本無(wú)法達(dá)到，給實(shí)驗(yàn)檢定帶來(lái)困難。
　　對(duì)于這個(gè)疑難問(wèn)題，我們考慮采用最簡(jiǎn)單方便、科學(xué)直觀的量程遷移法來(lái)解決。將微差壓變送器和HATR475手操器接入壓力變送器檢定系統(tǒng)中，使用HATR手操器讀出該微差壓變送器的實(shí)際量程，重新設(shè)定微差壓變送器的上下限，即把原下限壓力值改為我們?cè)O(shè)備可檢定的范圍之內(nèi)，把量程向上遷移一定的范圍作為新的測(cè)量范圍，設(shè)定完后進(jìn)行正常檢定，這樣就能把特殊量程的微差壓變送器轉(zhuǎn)換成正常普通范圍的微差壓變送器進(jìn)行檢定，檢定完成后，再用HATR手操器將該壓力變送器恢復(fù)到起始狀態(tài)，即將量程遷移到最初的測(cè)量范圍。具體情況如下表2、表3檢定數(shù)據(jù)對(duì)比，應(yīng)用此方法可解決特殊量程微差壓變送器的檢定技術(shù)難題。
　　例如：我們檢定一塊編號(hào)為201532354，量程為(-100～0)kPa、精度為0.5級(jí)的微壓變送器，按規(guī)定要求我們用const115便攜式氣壓泵抽負(fù)壓對(duì)該變送器4個(gè)點(diǎn)進(jìn)行了檢定，因環(huán)境的限制無(wú)法抽成絕對(duì)真空，所以無(wú)法對(duì)-100kPa這個(gè)點(diǎn)進(jìn)行抽負(fù)壓檢定。

　　我們按照前面量程遷移法的流程來(lái)遷移該微壓變送器的量程，把其原來(lái)量程(-100～0)kPa遷移為新量程(0～100)kPa，量程遷移后，我們按照操作規(guī)程進(jìn)行正壓檢定，正壓檢定的流程相對(duì)抽負(fù)壓來(lái)說(shuō)就更為方便、檢定效率顯然更高，很容易得到我們需要的檢定數(shù)據(jù)，如下表3所示：

　　由上表3可知，這臺(tái)微壓變送器量程遷移后因環(huán)境影響小使得其檢定誤差要更小點(diǎn)。因微差壓變送器量值的線性特征，最后經(jīng)驗(yàn)證量程遷移不會(huì)對(duì)變送器壓力值有大的影響。
3.采用量程擴(kuò)展法檢定微差壓變送器
　　壓力變送器的銘牌上一般都標(biāo)識(shí)有兩個(gè)范圍，一個(gè)是測(cè)量范圍即它的量程，還有一個(gè)為它的最大承壓范圍。因此我們可以在其線性壓力范圍之內(nèi)，適當(dāng)?shù)臄U(kuò)展其量程來(lái)進(jìn)行較大量程的檢定，當(dāng)然此方法有一定的局限性，量程擴(kuò)展的太大會(huì)導(dǎo)致示值誤差大而不合格的情況，所以檢定人員采用時(shí)要進(jìn)行反復(fù)驗(yàn)證，確保量值正確可靠。
三、結(jié)束語(yǔ)
　　綜合上述三種方法，采用量程擴(kuò)展法和水柱檢定微差壓變送器都有一定的弊端，但是對(duì)于檢定微小量程的微差壓力變送器很實(shí)用、很方便，而采用量程遷移法對(duì)小量程的微差壓力變送器作用不大，但對(duì)于稍大量程的負(fù)壓變送器是優(yōu)選，不僅能大大縮短檢定時(shí)間和確保量值正確可靠，還使得檢定效率得到很大的提高。
　　通過(guò)對(duì)(-100～100)kPa微差壓變送器的各種檢定方法進(jìn)行了討論研究，有針對(duì)性的分析出不同量程的微差壓變送器的最佳檢定方法，排除技術(shù)難題，進(jìn)一步提高了計(jì)量檢定人員的技術(shù)水平和能力。