(-100~100)kPa微差壓變送器檢定方法探討

【摘要】通過對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提高檢定效率和確保檢定結果的正確性。
　　隨著油田自動化的發展，(-100～100)kPa微差壓變送器在工藝上得到廣泛應用，在油田生產自動控制系統中發揮著舉足輕重的作用，它主要用于將現場被測的壓力量按照一定的規律轉換成規定的標準信號，進而實現遠程傳輸的目的。但是由于微差壓變送器的量程小，壓力低，外界因素對其測試壓力和輸出電流有著較大的影響，致使檢定過程中遇到的技術難題隨之增多。因此對(-100～100)kPa微差壓變送器的各種檢定方法進行探討研究和數據分析，對提高微差壓變送器檢定技術水平是很有必要的。
一、差壓變送器工作原理
　　差壓變送器是測量液體、氣體兩端壓力之差的變送器，又分為氣動差壓變送器和電動差壓變送器兩種(本文只研究電動差壓變送器)，可以將測量的壓力變量轉換為標準的直流信號輸出，如0～5V，4～20mA(其原理框圖見圖1)。差壓變送器與一般壓力變送器不同點在于差壓變送器有高壓端與低壓端兩個壓力測量接口，一般情況下只有當高壓端壓力大于低壓端時儀表才能測量。
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
　　通過水柱壓強=水的密度*大氣壓*水柱高度的公式，我們計算出一個標準大氣壓等于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，要注意的是檢定過程中水柱產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：水柱檢定實物圖
　　我們對一塊編號為20081002、量程為(0～5)kPa、精度為0.5級的羅斯蒙特差壓變送器進行檢定，數據如下表1所示：
表1：檢定數據

　　通過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，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。但缺點是由于人為的確定水柱的高度會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
　　我們在檢定微差壓力變送器的時候，會碰到負壓量程變送器，然由于大氣壓的存在，如下圖2所示，我們的抽負壓設備只能抽到-90kPa的最大瞬時真空壓力值，在檢定微差壓變送器時只能達到-80kPa　　左右的穩定壓力，而對下限量程點-100kPa的真空壓力根本無法達到，給實驗檢定帶來困難。
　　對于這個疑難問題，我們考慮采用最簡單方便、科學直觀的量程遷移法來解決。將微差壓變送器和HATR475手操器接入壓力變送器檢定系統中，使用HATR手操器讀出該微差壓變送器的實際量程，重新設定微差壓變送器的上下限，即把原下限壓力值改為我們設備可檢定的范圍之內，把量程向上遷移一定的范圍作為新的測量范圍，設定完后進行正常檢定，這樣就能把特殊量程的微差壓變送器轉換成正常普通范圍的微差壓變送器進行檢定，檢定完成后，再用HATR手操器將該壓力變送器恢復到起始狀態，即將量程遷移到最初的測量范圍。具體情況如下表2、表3檢定數據對比，應用此方法可解決特殊量程微差壓變送器的檢定技術難題。
　　例如：我們檢定一塊編號為201532354，量程為(-100～0)kPa、精度為0.5級的微壓變送器，按規定要求我們用const115便攜式氣壓泵抽負壓對該變送器4個點進行了檢定，因環境的限制無法抽成絕對真空，所以無法對-100kPa這個點進行抽負壓檢定。

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

　　由上表3可知，這臺微壓變送器量程遷移后因環境影響小使得其檢定誤差要更小點。因微差壓變送器量值的線性特征，最后經驗證量程遷移不會對變送器壓力值有大的影響。
3.采用量程擴展法檢定微差壓變送器
　　壓力變送器的銘牌上一般都標識有兩個范圍，一個是測量范圍即它的量程，還有一個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，適當的擴展其量程來進行較大量程的檢定，當然此方法有一定的局限性，量程擴展的太大會導致示值誤差大而不合格的情況，所以檢定人員采用時要進行反復驗證，確保量值正確可靠。
三、結束語
　　綜合上述三種方法，采用量程擴展法和水柱檢定微差壓變送器都有一定的弊端，但是對于檢定微小量程的微差壓力變送器很實用、很方便，而采用量程遷移法對小量程的微差壓力變送器作用不大，但對于稍大量程的負壓變送器是優選，不僅能大大縮短檢定時間和確保量值正確可靠，還使得檢定效率得到很大的提高。
　　通過對(-100～100)kPa微差壓變送器的各種檢定方法進行了討論研究，有針對性的分析出不同量程的微差壓變送器的最佳檢定方法，排除技術難題，進一步提高了計量檢定人員的技術水平和能力。