用活塞式壓力計(jì)校準(zhǔn)壓力變送器的詳細(xì)步驟

很多剛開始生產(chǎn)壓力變送器的商友不知道怎么校準(zhǔn)壓力變送器，有什么設(shè)備去校準(zhǔn)它，按照壓力變送器的校準(zhǔn)規(guī)程《JJG882-2015壓力變送器檢定規(guī)程》開展校準(zhǔn)工作，需要的設(shè)備有： DC 24V供電電源一臺(tái)、mA電流表一臺(tái)；、電壓表一臺(tái)、活塞式壓力計(jì)或者0.05級(jí)以上數(shù)字壓力計(jì)，今天我們分享活塞壓力計(jì)怎么校準(zhǔn)壓力變送器。

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。它將檢測(cè)到的壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換為4-20mA電信號(hào)傳送給儀表或控制系統(tǒng)，進(jìn)行聯(lián)鎖或顯示。由于壓力變送器的重要作用，其定期校驗(yàn)或檢定壓力變送器工作就顯得相當(dāng)重要。
  由于各個(gè)熱工實(shí)驗(yàn)室標(biāo)準(zhǔn)儀器配置不同，而±0.05%活塞式壓力計(jì)用途比較廣，可以校驗(yàn)工業(yè)壓力表、壓力控制器、壓力變送器，所以各行業(yè)壓力校準(zhǔn)實(shí)驗(yàn)室喜歡選配±0.05%活塞式壓力計(jì)。但是由于活塞式壓力計(jì)檢定壓力變送器時(shí)檢定點(diǎn)壓力值所對(duì)應(yīng)的輸出電流值的確定比較繁瑣，所以一般實(shí)驗(yàn)室不喜歡用活塞壓力計(jì)校驗(yàn)壓力變送器。泰匯爾儀器認(rèn)為活塞壓力計(jì)的優(yōu)點(diǎn)是它的工作介質(zhì)是油，壓力變化相對(duì)較慢；較容易穩(wěn)定在需要的壓力值，一旦確定了與祛碼相匹配的檢定點(diǎn)，校驗(yàn)起就相當(dāng)快。本文以最常用的壓力變送器擴(kuò)散硅為例介紹用±0.05%活塞式壓力計(jì)檢定壓力變送器的方法。
    活塞式壓力計(jì)檢定壓力變送器方法
    在各種檢定條件均具備的情況下，后續(xù)檢定的壓力變送器需要對(duì)其外觀、絕緣電阻、基本誤差、回程誤差等項(xiàng)目進(jìn)行校驗(yàn)。下面是校驗(yàn)的具體步驟。
1、檢查壓力變送器外觀良好，輸出端子對(duì)外殼的絕緣電阻不小于20MΩ。
2、對(duì)基本誤差與回程誤差進(jìn)行檢定。
  ①選擇與壓力變送器量程相適應(yīng)的±0.05%活塞壓力計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置
  將被檢壓力變送器與活塞壓力計(jì)、DC24V

直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源連接好，連接方法如圖1所示。

  ②檢定點(diǎn)的確定
    檢定0.5級(jí)以上的壓力變送器時(shí)，需用±0.05%標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)或數(shù)字壓力計(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，而活塞壓力計(jì)能夠測(cè)量的壓力值是不連續(xù)的，所以要根據(jù)壓力變送器的量程和活塞壓力計(jì)輸出壓力的可能，確定5個(gè)或5個(gè)以上的檢定點(diǎn)。
  ③示值檢定
    檢定時(shí)，從下限值開始平穩(wěn)地輸入壓力信號(hào)到各檢定點(diǎn)，讀取并記錄輸出電流值直至上限；然后反方向平穩(wěn)地改變壓力信號(hào)到各檢定點(diǎn)，讀取并記錄輸出電流值直至下限。以這樣上、下行程的檢定作為一次循環(huán)，如此進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的檢定。值得注意的是在檢定過程中不允許調(diào)零點(diǎn)和量程，不允許輕敲或振動(dòng)變送器，而且在接近檢定點(diǎn)時(shí)，輸入壓力信號(hào)應(yīng)足夠慢，避免出現(xiàn)過沖現(xiàn)象。
  ④計(jì)算允許誤差及基本誤差、回程誤差
◆允許誤差=±(量程上限-量程下限)×精度/100
◆基本誤差△A=Ad-As
△A=Ad-As公式中△A為壓力變送器各檢定點(diǎn)的測(cè)量誤差；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；As為壓力變送器各檢定點(diǎn)的理論輸出值；以最大一次的測(cè)量誤差為該點(diǎn)的基本誤差。
◆回程誤差△A=|Ad1-Ad2|
△A=|Ad1-Ad2|公式中△A為壓力變送器的回程誤差；Ad1為壓力變送器上行程檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值；Ad2為壓力變送器下行程檢定點(diǎn)的實(shí)際輸出值；以最大一次的回程誤差作為該檢定點(diǎn)的回程誤差記錄。
  ⑤基本誤差及回程誤差小于或等于允許誤差，則此變送器精度合格，可以直接使用，不必重新調(diào)整。
  ⑥若壓力變送器誤差超出允許范圍，需要重新調(diào)整。
    活塞式壓力計(jì)檢定壓力變送器實(shí)例
    以一臺(tái)測(cè)量范圍為0-3MPa、精度等級(jí)為±0.5%的壓力變送器為例，來說明普通壓力變送器在±0.05%活塞壓力計(jì)上的的校驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理方法。
1、首先檢查變送器外觀是否良好，絕緣電阻是否滿足輸出端子對(duì)外殼不小于20MΩ。 
2、選擇1臺(tái)與所檢變送器量程相適應(yīng)的±0.05%活塞壓力計(jì)
3、按照檢定要求連接壓力變送器與活塞壓力計(jì)、直流標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源。
4、檢定點(diǎn)的確定:0-6MPa±0.05%活塞壓力計(jì)所配備砝碼為:0.1MPa砝碼5塊(1塊固定在活塞盤上)和0.5MPa砝碼11塊。將壓力變送器量程按照25%遞增的順序分配，所對(duì)應(yīng)的電流輸出值如表1所示。

表1  壓力變送器量程按25%遞增所對(duì)應(yīng)的輸出電流

檢定點(diǎn)壓力值/MPa     輸出電流/mA

0.00          4.000

0.75          8.000
1.50          12.000
2.25          16.000
3.00           20.000
  

但是由于0-6)MPa活塞壓力計(jì)所配備砝碼為:0.1MPa和0.5MPa，所以我們所選的檢定點(diǎn)必須讓砝碼能夠搭配出，因此選擇如下檢定點(diǎn):0MPa，0.8MPa，1.6MPa，2.3MPa，3.0MPa分別計(jì)算出每個(gè)檢定點(diǎn)對(duì)應(yīng)的電流值。
    以0.8MPa為例，計(jì)算其所對(duì)應(yīng)的輸出電流值，由于壓力變送器的壓力值與輸出電流值成線性對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以通過以下方法計(jì)算：

設(shè)0.8MPa時(shí)的電流值為x，則
.

計(jì)算得：x=8.267mA
    用同樣的方法分別計(jì)算出1.6MPa，2.3MPa，3.0MPa所對(duì)應(yīng)的輸出電流值如表2所示。表2  適應(yīng)砝碼壓力的檢定點(diǎn)壓力值與輸出電流值

檢定點(diǎn)壓力值/MPa   輸出電流/mA

0.00             4.000
0.80             8.267
1.60             12.533
2.30             16.267
3.00             20.000

5、示值檢定

    零點(diǎn)檢定：在大氣壓下變送器未承壓時(shí)，電流標(biāo)準(zhǔn)器所顯示的電流值。
    打壓檢定：按確定好的檢定點(diǎn)進(jìn)行上行程檢定，按需要的檢定點(diǎn)壓力值放好祛碼，緩慢旋轉(zhuǎn)手輪進(jìn)行打壓，并讀取檢定點(diǎn)輸出電流值，做好記錄。加壓至滿量程后逐漸回旋手輪進(jìn)行減壓，按每個(gè)檢定點(diǎn)逐點(diǎn)緩慢地進(jìn)行下行程檢定，觀察各點(diǎn)輸出電流值，并做好記錄。 
    以這樣上、下行程的方式對(duì)檢定點(diǎn)作檢定，如此進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的檢定。檢定數(shù)值記錄如表3所示。                      

                                                                  表3     實(shí)驗(yàn)檢定數(shù)據(jù)記錄表

6、計(jì)算允許誤差、基本誤差及回程誤差

①允許誤差=±(量程上限-量程下限)×精度/100=+(3MPa-0MPa)×0.5%/100=±0.08MPa
②基本誤差△A=Ad-As
以0.8MPa檢定點(diǎn)為例，計(jì)算基本誤差：
第一次測(cè)量上行誤差=8.262-8.267=-0.005mA
第一次測(cè)量下行誤差=8.265-8.267=-0.002mA
第二次測(cè)量上行誤差=8.261-8.267=-0.006mA
第二次測(cè)量下行誤差=8.265-8.267=-0.002mA
取測(cè)量誤差絕對(duì)值最大的數(shù)作為該檢定點(diǎn)的基本誤差:-0.006mA 
③回程誤差計(jì)算:
第一次回程誤差:|8.265-8.262|=0.003mA
第二次回程誤差:|8.265-8.261|=0.004mA
取最大回程誤差，所以0.8MPa檢定點(diǎn)的回程誤差定為0.004mA 
其他點(diǎn)回程誤差計(jì)算方法同上。最后計(jì)算出的結(jié)果如表4所示。

比較各檢定點(diǎn)測(cè)量誤差和回程誤差均小于允許誤差，則判定此壓力變送器精度合格，可以直接使用，不必重新調(diào)整。可出具檢定證書。
    在個(gè)行業(yè)中校驗(yàn)壓力變送器可用的標(biāo)準(zhǔn)裝置有多種，這里只介紹了用±0.05%活塞式壓力計(jì)校驗(yàn)壓力變送器的方法。掌握了活塞壓力計(jì)校驗(yàn)壓力變送器的方法要點(diǎn)，使用起來就相當(dāng)方便了。
    活塞式壓力計(jì)是基于帕斯卡定律及流體靜力學(xué)平衡原理產(chǎn)生的一種高準(zhǔn)確度、高復(fù)現(xiàn)性和高可信度的標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)量儀器，也有壓力天平之稱，特別是活塞式壓力計(jì)的長期穩(wěn)定度已經(jīng)使其成為高準(zhǔn)確度壓力計(jì)量領(lǐng)域不可或缺的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)儀器，所以國際首選的壓力計(jì)量最高標(biāo)準(zhǔn)都是活塞式壓力計(jì)。在我國國家級(jí)、各省級(jí)以及企業(yè)計(jì)量實(shí)驗(yàn)室的最高壓力基準(zhǔn)、標(biāo)準(zhǔn)裝置均采用活塞壓力計(jì)。
    陜西泰匯爾儀器制造有限公司生產(chǎn)的活塞壓力計(jì)功能特點(diǎn)
◆各項(xiàng)指標(biāo)完全符合JJG 59-2007《活塞式壓力計(jì)》、JJG99-2006《砝碼》、國家計(jì)量檢定規(guī)程。
◆活塞和活塞筒采用高強(qiáng)度，高硬度和低溫度線脹系數(shù)的碳鎢等材料制成，提高了活塞的耐磨性，減小了活塞桿和活塞缸的線脹系數(shù)、形變系數(shù)。
◆活塞工作位置采用位移傳感器監(jiān)測(cè)，具有靈敏、醒目、準(zhǔn)確的優(yōu)點(diǎn)。
◆砝碼已經(jīng)進(jìn)行壓力形變系數(shù)和當(dāng)?shù)刂亓铀俣刃拚?/span>
◆測(cè)量范圍：名義標(biāo)稱測(cè)量范圍與實(shí)際測(cè)量范圍一致。
◆活塞系統(tǒng)可以方便拿出送檢(不用攜帶沉重的主機(jī)臺(tái))。
◆可作為傳遞用檢定活塞式壓力計(jì)；也可高精度測(cè)試用?？膳?/span>kg砝碼和MPa砝碼
◆加壓系統(tǒng)先進(jìn)，輕便耐用！可輕松打壓至250MPa
◆砝碼采用掛籃結(jié)構(gòu)，重心低，穩(wěn)定性極好