蔡玉英?陳春

摘 要：壓力變送器是工業(yè)實(shí)踐中運(yùn)用最為普遍的一種設(shè)備，其計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于壓力變送器的使用有效性具有極為重要的意義。文章圍繞壓力變送器和計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了分析，希望能夠?yàn)楣I(yè)實(shí)踐領(lǐng)域提供有效的意見(jiàn)。

關(guān)鍵詞：壓力變送器；研究；計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)

壓力變送器的作用是將輸出作為標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)的壓力傳感設(shè)備，也是根據(jù)比例轉(zhuǎn)換標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)接受壓力變量的一種儀表設(shè)備。近年來(lái)壓力變送器越發(fā)實(shí)現(xiàn)智能化，并且在生產(chǎn)控制要求逐漸提升的基礎(chǔ)上，加之高精度數(shù)字壓力表也實(shí)現(xiàn)了普及，使得檢定壓力變送器計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備的建立越發(fā)重要，文章主要針對(duì)這一問(wèn)題進(jìn)行了分析。

一、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備選擇與參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

1.設(shè)備選擇

針對(duì)壓力變送器校驗(yàn)這一操作，因?yàn)閴毫πｒ?yàn)儀并不只是被測(cè)對(duì)象主要的標(biāo)準(zhǔn)壓力源，同時(shí)也能夠利用內(nèi)部模塊測(cè)量被測(cè)對(duì)象壓力輸出信號(hào)，顯示與之相對(duì)應(yīng)的mA值。

對(duì)于所選擇的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器以及配套設(shè)備而言，主要包括以下幾種，即壓力校驗(yàn)儀DPI615 （0～1.25kPa）、DPI615 （0～15kPa）、DPI615（-100～100kPa）等；而數(shù)字壓力表則主要選擇P8216（-100～100kPa）、P8216 （0～6 MPa）、P8216 （0～-60MPa），在以上設(shè)備實(shí)際操作時(shí)，需要有兩臺(tái)0.05級(jí)精確度的標(biāo)準(zhǔn)器，其他的配套設(shè)備，如絕緣電阻表以及秒表等，則要根據(jù)規(guī)程要求進(jìn)行配置。

2.計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)標(biāo)準(zhǔn)

（1）測(cè)量范圍：-0.1～40MPa；（2） 總不確定度：U=0.016mA；（3） 檢定重復(fù)性：Si=0.0031mA，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)需要滿足以上要求才能達(dá)到規(guī)程要求。

對(duì)于運(yùn)行的具體環(huán)境要求，（1） 溫度方面，需要保證在（20±5）℃；（2） 濕度方面，則要保證濕度在45～75%之間；（3） 其他方面，對(duì)于防磁、防塵以及防震等需要與規(guī)程要求相符。

二、穩(wěn)定性測(cè)試

1.重復(fù)性測(cè)試

對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)重復(fù)性進(jìn)行測(cè)試時(shí)，需要使用該設(shè)備對(duì)壓力變送器進(jìn)行檢定，量程是0～25MPa之間，準(zhǔn)確度是0.5級(jí)，確定其測(cè)量上限為15MPa為檢定點(diǎn)，實(shí)際檢測(cè)時(shí)主要運(yùn)用升壓法反復(fù)進(jìn)行檢測(cè)。在實(shí)際檢測(cè)時(shí)，每次要先進(jìn)行降壓，隨后將其升至檢定點(diǎn)，將數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄，通過(guò)檢測(cè)獲得數(shù)據(jù)對(duì)設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)偏差進(jìn)行計(jì)算。

計(jì)算公式為，公式中Si是設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)偏差，n是重復(fù)測(cè)量次數(shù)，xi是每次測(cè)量值，是總共測(cè)量數(shù)值平均值。被檢變送器允許誤差是±0.08mA。最終通過(guò)計(jì)算得知，該設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)偏差是0.0031mA，標(biāo)準(zhǔn)不確定度0.0079較大，因此與規(guī)程要求相符。

2.穩(wěn)定性測(cè)量

選擇一個(gè)穩(wěn)定習(xí)性較高的被檢測(cè)對(duì)象，壓力變送器壓力值為0～25MPa，將15MPa作為檢定點(diǎn)，定期使用這一計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行測(cè)量。保證測(cè)量次數(shù)要大于10次，并且最終去算術(shù)平均值為其測(cè)量結(jié)果，以多次測(cè)量結(jié)果大小數(shù)值差為其穩(wěn)定性，穩(wěn)定性要小于最大允許誤差值。

三、不確定度評(píng)估與建模

1.建模

該模型的建立需要根據(jù)公式進(jìn)行：。在這一公式中，是壓力變動(dòng)器所輸出的電流誤差；I是壓力變動(dòng)器輸出電流；Im是變送器輸出電流量程；P是壓力變送器輸入壓力值；Pm是壓力變送器輸入壓力量程；Io是壓力變送器輸出起始值；是標(biāo)注不確定分量。

2.評(píng)估輸入量標(biāo)準(zhǔn)不確定度

（1）對(duì)于輸入量I標(biāo)準(zhǔn)不確定度的評(píng)估。對(duì)于輸入量I標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要數(shù)據(jù)來(lái)源主要有以下幾個(gè)方面，即精密數(shù)字壓力校驗(yàn)儀設(shè)備中電流檔測(cè)量不確定度以及壓力變動(dòng)器電流輸出測(cè)量不重復(fù)性。

（2）對(duì)于壓力變送器輸出電流測(cè)量不重復(fù)性不確定度評(píng)估。這一不確定度主要來(lái)自于壓力變送器輸出電流測(cè)量的重復(fù)性，能夠在持續(xù)測(cè)量中獲得，一般使用A類方法進(jìn)行評(píng)估。針對(duì)一個(gè)等級(jí)為0.5的壓力變送器，將其確定為15MPa，并分別與輸出電流相對(duì)應(yīng)進(jìn)行測(cè)量，次數(shù)為10次，最終獲得測(cè)量列數(shù)值，13.721、13.582、13.655、13.628、13.652、13.625、13.662、13.653、13.625、13.658mA。由此可以計(jì)算其平均值，根據(jù)公式可以得出結(jié)果為13.6258mA。

四、計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量不確定度檢驗(yàn)

在檢定等級(jí)為0.5MPa的壓力變送器之后，對(duì)比檢定結(jié)果和該設(shè)備檢定結(jié)果，通過(guò)實(shí)際對(duì)比可以發(fā)現(xiàn)，因?yàn)楦咭患?jí)的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)經(jīng)過(guò)擴(kuò)展之后，其不確定度要小于該設(shè)備的擴(kuò)展不確定度，因此可以將高一級(jí)設(shè)備不確定度忽略不計(jì)，由此可以確定二者之間的最大差值是0.015mA，這一數(shù)值要小于該設(shè)備擴(kuò)展不確定度，與要求相符。

五、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，通過(guò)分析可知計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)與壓力變送器之間聯(lián)系，并且通過(guò)實(shí)際設(shè)備試驗(yàn)分析，確定了這一設(shè)備的最大允許誤差值等基本參數(shù)，進(jìn)而為今后相關(guān)產(chǎn)品的生產(chǎn)提供了有效的數(shù)據(jù)支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]劉明，王杰.氣體流量標(biāo)準(zhǔn)裝置壓力變送器溯源技術(shù)的實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)量與測(cè)試技術(shù)，2016，01：17-18.

[2]李篤明.基于PGA309的壓力變送器批量化生產(chǎn)設(shè)計(jì)[J].自動(dòng)化與儀表，2015，03：23-26.

作者簡(jiǎn)介：蔡玉英，女，吉林，漢，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：熱工表計(jì)相關(guān)，例如熱電偶，熱電阻，壓力變送器，壓力開(kāi)關(guān)，流量計(jì)，料位計(jì)等。

陳春，男，四川，漢，職稱：助理工程師，學(xué)歷：本科，研究方向：電廠熱工保護(hù)系統(tǒng)可靠性預(yù)防，模擬量控制系統(tǒng)。