关于压力差压变送器的性能误差的研究分析

        压力变送器是一种将压力转换成气动信号或电动信号进行控制和远传的设备。它能将测压元件传感器感受到的气体、液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4~20mADC等），以供给指示报警仪、记录仪、调节器等二次仪表进行测量、指示和过程调节。其基本原量是压力变送器感受压力的电器元件一般为电阻应变片，电阻应变片是一种将被测件上的压力转换成为一种电信号的敏感器件。电阻应变片应用多的是金属电阻应变片和半导体应变片两种。金属电阻应变片又有丝状应变片和金属箔状应变片两种。通常是将应变片通过特殊的黏合剂紧密地粘合在产生力学应变基体上，当基体受力发生应力变化时，电阻应变片也一起产生形变，使应变片的阻值发生改变，从而使加在电阻上的电压发生变化。压力差压变送器适用于压力、差压、流量、物位、密度的检测，压力差压测量量程比、温度、静压的参数不同，将会影响变送器的性能。鉴于此，本文对压力差压变送器的性能误差进行了分析探讨，仅供参考。
 
　　一、压力变送器的简述
压力变送器是一种将压力变量转换为可传送的标准化输出信号的仪表，其输出的信号会随着压力值的不同而成比例的改变。压力变送器通常由感压单元、信号处理和转换单元组成。按工作原理可以分为电容式、电感式、压阻式、应变式等；按压力的大小主要分为压力变送器和差压变送器，按智能化程度可以分为普通压力变送器和智能化压力变送器；按输出信号的种类分为气动压力变送器和电动压力变送器。压力变送器的叫法，是相对于早期的压力传感器，都是输出毫伏信号而言的，现代的压力传感器大部分是直接输出标准信号，所以现在的压力传感器大部分都可以叫做压力变送器。
 
　　二、影响变送器精度的因素
　　某些制造厂商在样本中列出了给定应用条件下压力差压变送器总体性能的影响数据，如润中仪表过程管理的3051压力差压变送器，参考精度为0.075%，其样本产品给出了在下述条件下基于参考精度、环境温度和压力影响的综合误差为当温度=±28℃、6.9MPa静压的量程比为1∶1到5∶1时，对压力差压变送器整体性能误差的影响是0.15%量程。高等级参考精度的3051S压力差压变送器给出了在下述条件下的基于参考精度、环境温度和压力影响的综合误差。当温度=±28℃、6.9MPa静压的量程比为1∶1到5∶1时，对变送器整体性能误差的影响是0.1%量程。这些总体性能的影响数据并不十分可靠，其资料中提供的某些型号、某些量程代号的温度、压力影响所造成的单项误差就会超过相应的综合误差值，如3051CD差压变送器的量程，6.9MPa静压对该量程的影响就达到读数的±0.4%。
　　1、量程比影响
　　所有差压变送器的样本都会指定量程范围和量程比，规定了量程上限值（upperrangelimit，URL）和量程下限值（lowerrangelimit，LRL）。如果变送器不带量程迁移，则量程下限值LRL通常为0；如果变送器带****量程迁移，则量程下限值LRL等于-URL。
　　2、温度影响
　　在过程应用中，过程温度、环境温度会发生很大的变化，肯定会与变送器测试时的参考条件不同，这也意味着性能将与所介绍的参考精度不同。温度变化会影响变送器的零点精度和量程精度，通常采用的公式计算：
　　式中：TE为温度影响，可用来计算TEz或TEr；f1、f2为制造厂家给出的系数。
　　有的变送器制造商分别给出了温度对零点精度和量程精度的影响数据，如ABB公司2010TD差压变送器，样本中给出了在-40～+80℃之间对零点精度和量程精度的影响数据分别为0.1%，即TEz=0.1%、TEr=0.1%。当温度为28℃时，横河公司EJA-110E差压变送器对零点精度和量程精度的综合影响为：
　　3、正确连接导压管和固定被检设备
　　对于压力变送器要根据其螺纹的规格合理选择配套的接头并根据接头之间的匹配程度适量的缠上生胶带；对于差压变送器一定要选择H端连接，对有三通阀门的变送器要调节好阀门开关，检定过程中保持中间平衡阀关毕，两侧截止阀开通。由于差压变送器压力范围较小，仪器位置的稍微变化对电流值的影响很大，因此检定全程要始终固定牢固。
　　4、预升压检测密封性
　　（1）排出带三通阀门的差压变送器内部的残液。（2）检测整个系统的密封性，如果发现漏气现象可以根据经验反复捏掐容易漏气部位通过声音进行确认，如果故障依然存在，简单的方法是把被测物放在水盆里看气泡，但是要注意深度。（3）使导管中充满传压介质，促使压力系统正常运行为正式检定预升压。
　　5、检定前的调整
　　（1）具体可打开变送器的前盖，同时按下“Z”和“S”键5s左右（解锁），屏幕左下角显示OPEN字母即代表解锁成功。此时可以通过同时松开两个按键1s后再按“Z”键或者直接松开“S”键的方法对仪器进行调零，直到屏幕出现“LEST”字幕完成调零操作。（2）零点调完后给压到量程上限点用类似方法调整量程上限。（3）有的仪器调整按键在正上面标盘下，需要用螺丝刀往下按到底进行调整，有的是通过顺时针增大逆时针减小的旋钮进行调整，还有的如重庆横河川仪的变送器只有零点调整旋钮，没有满度按钮，如果差的太多就需要用智能终端来调节。
　　其次，HART调整源于仪器内部的协议种类，智能变送器一般都会在标盘上标注协议的种类。当仪器机械调节不成功时可以尝试此方法。（1）具体可以用CONST318，先正确更换接线方法即串接一个250Ω的电阻，然后按“HART”键启动HART功能后，校验仪会要求对内外HART电阻进行选择，可以选择内阻并搜索。搜索完成后校验仪会在HART设备列表中显示出此设备的名称。（2）点击设备进入后会读取此变送器的相关参数，点击“确认”即可进入主界面。主界面上有“设置”、“调整”和“过程量”三个键。设置键下为仪器的基本参数，有的可以更改有的不能，其中“主变量量程下限”和“主变量量程上限”可以更改，也有用。（3）“调整”按键是HART过程的核心，对此重点介绍其中的“PV校准”项。在调零点和量程的过程中为了精确可以先点击“主变量PV清零”键，使零点更加接近4mA，然后点击“PV校准”项，输入校准上下限和单位并点击“下一步”。在随后的界面中保持给压0MPa（通大气）完成对零点的校准，此过程设备在感受标准大气压的压力，并显示对应的电流输出。接下来加压到满量程压力后点击“完成”，后点击“调整”即可。以上两种调整方法由于需要压力源的供给，每次仪器所感知的压力大小有所差别，所以需要多次调整才能达到更好的曲线效果。
　　后，布朗协议的变送器可以用BT200对其进行调整，由于此协议不需要提供压力源，操作起来比较简单干脆，所以简单介绍。
　　（1）和HART协议一样需要在两个信号线串接一个250Ω的电阻，然后再把BT200手操器接在变送器电流输出端（有正负极之分），打开BT200，依次点击“ENTER”、“F4”、“F2”、“ENTER”后，就出現了“C21”、“C22”分别代表上线和下限，如果想修改下限把光标放在“C21”上点击“ENTER”键直接输入即可。（2）操作成功后一定要返回查看是否修改成功，有的变送器在改变下限值的同时为保持量程恒定上限值也将随之而改变，而改变上限值并不影响下限值。
 
　　结束语
　　按所列出的公式，计算出所选择的压力差压变送器的整体性能误差，再与期望值进行比较，确认当前的选型是否合适，以保证在特定应用中的压力差压变送器能达到期望值。

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