手機版
化工儀器網(wǎng)手機版
化工儀器網(wǎng)小程序
官方微信
公眾號：chem17
掃碼關注視頻號
隨著現(xiàn)代化工業(yè)水平的逐步提高，企業(yè)對工業(yè)過程測量的準確度要求也越來越高，壓力變送器作為現(xiàn)場壓力測量的主要儀器設備被廣泛應用。壓力變送器與數(shù)據(jù)采集器、信號處理系統(tǒng)和終端顯示等單元一起構成現(xiàn)場壓力測量系統(tǒng)(見圖1)。壓力變送器的輸出信號(信號可以是電壓(V)、電流(mA)、頻率(Hz)等模擬信號或數(shù)字信號)經(jīng)數(shù)據(jù)采集器和信號處理等環(huán)節(jié)，在顯示終端顯示壓力測量結果。
圖1現(xiàn)場壓力測量系統(tǒng)
由于工藝參數(shù)測量以及安裝部位的重要性要求，并結合使用過程中工況環(huán)境和使用環(huán)境對壓力變送器等儀器設備計量性能的影響，因此對于新安裝和經(jīng)過一段時間使用的壓力變送器，甚至整個壓力測量系統(tǒng)的計量性能，需要進行校準，確保其計量性能符合生產(chǎn)過程的工藝要求。
本文從現(xiàn)場安裝壓力變送器的類型(輸出為模擬信號或數(shù)字信號)、屬于新安裝的還是使用中的、并結合現(xiàn)場工作的實際情況和使用單位的特殊要求，對現(xiàn)場安裝的壓力變送器進行計量校準提出3種校準方法。
二、校準方法
方法一:只對壓力變送器進行校準
依據(jù)JJG882-2004《壓力變送器》檢定規(guī)程的要求，對壓力變送器的計量性能進行校準。方法適用于以下兩種情況:
(1)被校準壓力變送器輸出為數(shù)字信號(智能壓力變送器)。因其輸出為數(shù)字信號，故其構成的整個壓力測量系統(tǒng)中沒有數(shù)據(jù)采集器，其信號直接經(jīng)過顯示單元進行顯示，后續(xù)信號傳遞、轉換過程中不產(chǎn)生系統(tǒng)誤差。
(2)被校準壓力變送器屬于檢定、校準周期內(nèi)的臨時校準。當根據(jù)現(xiàn)場實際情況(例如做重大實驗項目前)需要對壓力變送器進行校準時，數(shù)據(jù)采集器因未到校準周期可不進行，而只對壓力變送器進行臨時校準。
方法二:對壓力變送器及數(shù)據(jù)采集器等分立元件分別進行校準
對壓力變送器及數(shù)據(jù)采集器分別進行校準。其中數(shù)據(jù)采集器計量性能的校準依據(jù)JJF1048-1995《數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)校準規(guī)范》進行。方法適用于以下兩種情況:
(1)由壓力變送器、數(shù)據(jù)采集器及顯示單元組成的整個壓力測量系統(tǒng)屬于周期檢定或校準時，對每一組成部分分別進行校準。
(2)當整個壓力測量系統(tǒng)的誤差超過允許誤差時，應對每一部分進行校準，找出超差的原因，經(jīng)調(diào)修后再進行校準。
方法三:對整個壓力測量系統(tǒng)進行系統(tǒng)校準
依據(jù)JJG875-2005《數(shù)字壓力計》檢定規(guī)程的要求，對壓力測量系統(tǒng)的計量性能進行校準。系統(tǒng)校準方法是將現(xiàn)場壓力測量系統(tǒng)看作一個整體(類似于一臺數(shù)字壓力計)，即在壓力變送器的輸入端輸入標準壓力信號，將圖2中虛框內(nèi)的部分作為一個黑匣子，不考慮壓力變送器輸出電信號的轉換及處理過程，在顯示終端讀取壓力測量系統(tǒng)示值。方法適用于以下兩種情況:
圖2壓力測量系統(tǒng)校準原理圖
(1)需要得到整個壓力測量系統(tǒng)的準確度。
(2)現(xiàn)場環(huán)境或條件不利于測量系統(tǒng)的拆卸、不能長時間停產(chǎn)進行各部分的校準。
三、實例分析
第一汽車集團公司技術中心發(fā)動機試驗室是對新研制的發(fā)動機進行試驗，用于發(fā)動機試驗的系統(tǒng)上安裝了大量的壓力變送器，為了得到準確的實驗數(shù)據(jù)，在進行實驗前需要對整個壓力測量系統(tǒng)進行校準，企業(yè)要求在盡可能短的時間內(nèi)完成校準，并希望得到直觀的系統(tǒng)誤差，以分析是否滿足實驗需要。
被校準壓力測量系統(tǒng)描述:壓力測量元件為(0～250)kPa的壓力變送器，其輸出信號(4～20)mA經(jīng)數(shù)據(jù)采集器采集并轉換為數(shù)字信號，通過RS232通信將數(shù)字信號傳輸給計算機，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理在計算機顯示器上顯示壓力值(0～250)kPa。
分析:只對壓力變送器進行校準無法得到系統(tǒng)的準確度，因此，分別采用對各分立元件(系統(tǒng)各組成部分)依次進行校準和系統(tǒng)校準兩種方法對該壓力測量系統(tǒng)進行校準。
第一種方法:對分立元件依次進行校準。
首先，對壓力變送器進行校準。使用的標準器為數(shù)字壓力校驗儀，參考依據(jù)為JJG882-2004。
在壓力變送器輸入端依次加入0kPa、50kPa、100kPa、150kPa、200kPa、250kPa標準壓力，在數(shù)字壓力校驗儀或標準電流表上讀取相應電流值，其校準數(shù)據(jù)如表1所示。
表1壓力變送器校準數(shù)據(jù)
其次，對數(shù)據(jù)采集器、信號處理等部分進行校準。使用的標準器為標準電流源，參考依據(jù)為JJF1048-1995。
將數(shù)據(jù)采集器的輸入端接線斷開，接入標準電流信號，標準電流源依次輸出4mA、7.2mA、10.4mA、13.6mA、16.8mA、20.0mA標準電流，在計算機顯示器上讀取壓力值，其校準數(shù)據(jù)如表2所示。
表2數(shù)據(jù)采集器、信號處理等部分校準數(shù)據(jù)
第二種方法:采用系統(tǒng)校準方法。
使用的標準器為數(shù)字壓力校驗儀，參考依據(jù)為JJG875-2005。
在壓力變送器輸入端依次加入0kPa、50kPa、100kPa、150kPa、200kPa、250kPa標準壓力，在計算機顯示器上讀取壓力值，其校準數(shù)據(jù)如表3所示。
表3系統(tǒng)校準方法校準數(shù)據(jù)
四、方法比較
結合以上實例，我們得出系統(tǒng)校準方法比其他兩種方法更具有*性，主要體現(xiàn)在:
1.明確壓力測量系統(tǒng)的準確度
系統(tǒng)校準方法可以通過表3比較直觀地得到各點的示值誤差，對整個測量系統(tǒng)的準確度有明確的認識；只校準壓力變送器不能得到整個系統(tǒng)的準確度；而對測量系統(tǒng)的各分立元件進行校準，不能簡單地將示值誤差(見表1和表2)直接進行代數(shù)和運算，因此無法得到各點的示值誤差。不能滿足用戶的需要，也就失去了校準的實際意義。
2.減少工作量、節(jié)約時間
通過對實例中校準過程的描述，可以清楚地分析出系統(tǒng)校準方法與只對壓力變送器的校準方法工作量相同，是分立元件進行校準方法工作量的1/2。
3.減少使用的標準器設備，降低校準費用
對壓力測量系統(tǒng)進行系統(tǒng)校準只需要壓力標準器即可；而對分立元件進行校準還需要傳輸信號的標準信號源，信號傳輸和轉換過程越復雜，分立元件越多，采用的標準器也就越多，勢必會增加校準費用。因此采用系統(tǒng)校準的方法可以減少使用的標準器，降低校準費用，做到既節(jié)約資源又為企業(yè)節(jié)約生產(chǎn)成本。
4.減少拆裝，避免接線影響
對壓力變送器和各分立元件進行校準需要拆卸一些連接線，現(xiàn)場的儀表柜和控制柜里面有大量的接線，接線不牢固或接錯線都會造成意想不到的嚴重后果，即使及時發(fā)現(xiàn)問題，但解決起來也很麻煩。而系統(tǒng)校準不需要這些環(huán)節(jié)，也就避免了這些影響，減少了不必要的麻煩。
系統(tǒng)校準的缺點是，在校準過程中，如果整個測量系統(tǒng)的系統(tǒng)誤差超出允許誤差需要調(diào)整時，還是要采用對各分立元件進行單獨校準，找出超差的原因并進行調(diào)修。因此，在實際工作中可能需要采用以上3種方法的組合形式進行校準。
五、結束語
本文提出了對現(xiàn)場壓力變送器校準的3種方法，通過實例進行分析，認為系統(tǒng)校準方法優(yōu)于其他兩種方法。鑒于以上分析可以得出，對由壓力變送器組成的壓力測量系統(tǒng)進行校準時，系統(tǒng)校準方法應是我們現(xiàn)場實際校準工作中的。此外，系統(tǒng)校準方法也可以應用到許多其他項目(如熱電偶、熱電阻等傳感器)的現(xiàn)場校準工作中。
相關產(chǎn)品
免責聲明
- 凡本網(wǎng)注明“來源：化工儀器網(wǎng)”的所有作品，均為浙江興旺寶明通網(wǎng)絡有限公司-化工儀器網(wǎng)合法擁有版權或有權使用的作品，未經(jīng)本網(wǎng)授權不得轉載、摘編或利用其它方式使用上述作品。已經(jīng)本網(wǎng)授權使用作品的，應在授權范圍內(nèi)使用，并注明“來源：化工儀器網(wǎng)”。違反上述聲明者，本網(wǎng)將追究其相關法律責任。
- 本網(wǎng)轉載并注明自其他來源（非化工儀器網(wǎng)）的作品，目的在于傳遞更多信息，并不代表本網(wǎng)贊同其觀點和對其真實性負責，不承擔此類作品侵權行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉載時，必須保留本網(wǎng)注明的作品第一來源，并自負版權等法律責任。
- 如涉及作品內(nèi)容、版權等問題，請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系，否則視為放棄相關權利。
采購中心