關(guān)于絕壓壓力變送器的結(jié)構(gòu)原理以及零點(diǎn)調(diào)整與分析問題,也是很多小伙伴感興趣的問題之一,下面給大家淺析一下,供大家參考,希望對(duì)大家的工作和學(xué)習(xí)有所幫助。
一、絕壓變送器的零漂
在對(duì)客戶歷年發(fā)送的變送器校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析時(shí)發(fā)現(xiàn),絕壓變送器比儀表和差壓變送器更容易產(chǎn)生零漂,部分輸出值已被嚴(yán)重漏掉定期驗(yàn)證期間的超差。例如,絕壓變送器表壓差壓變送器周期穩(wěn)定性好,零漂小,測(cè)量誤差和返回誤差在允許范圍內(nèi)。相比之下,該系列絕壓變送器,往往零漂嚴(yán)重,偏差大。原因如下:
1)在測(cè)量原理和結(jié)構(gòu)上,壓力變送器在工作時(shí),介質(zhì)壓力通過(guò)變送器上下兩側(cè)的隔離膜片傳遞到δ室中央的測(cè)量膜片上。填充油。測(cè)量膜片是一種緊密的彈性元件,用于檢測(cè)作用在測(cè)量膜片上的壓差。被測(cè)隔膜的位移與壓差成正比。測(cè)量膜片的位置由電容器固定板任一側(cè)的直接數(shù)字電容器電路檢測(cè),如圖所示。
對(duì)于表壓和差壓變送器,大氣壓等壓力同時(shí)在傳感膜片的低壓側(cè),在高壓側(cè)無(wú)壓力,膜片兩端為對(duì)稱結(jié)構(gòu),易于實(shí)現(xiàn)壓力平衡。然而,對(duì)于絕壓變送器,其低壓側(cè)始終保持一個(gè)參考?jí)毫Γ锤哒婵諈⒖际遥?,因此傳感器膜片的兩端是非?duì)稱結(jié)構(gòu),即無(wú)論參考腔泄漏或材料變形因素會(huì)導(dǎo)致零變化,即零漂移。
2)場(chǎng)地環(huán)境的影響
絕對(duì)壓力變送器的穩(wěn)定性受溫度影響很大。絕對(duì)壓力變送器冷卻水管道中使用的變送器經(jīng)常接觸的介質(zhì)溫度高達(dá)100℃。當(dāng)絕壓傳感器在高溫、真空下工作時(shí),隔離膜片用于真空和筒體外腔內(nèi),使密閉系統(tǒng)內(nèi)的壓力降低,灌裝液體粘度下降,導(dǎo)致硅油揮發(fā)增強(qiáng),沸點(diǎn)升高降低,熱膨脹,硅油部分氣化,體積膨脹,隔離膜片變形,從而實(shí)現(xiàn)零漂移。當(dāng)這些儀器送計(jì)量實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行定期檢定時(shí),應(yīng)在壓力變送器檢定規(guī)程規(guī)定的環(huán)境條件下進(jìn)行計(jì)量檢定,并按要求調(diào)整變送器的零點(diǎn)。驗(yàn)證規(guī)則。
3) 用戶誤差調(diào)整
我司都會(huì)收到數(shù)百個(gè)絕壓變送器進(jìn)行檢查。其中,部分企業(yè)的一批絕壓變送器均出現(xiàn)超差現(xiàn)象。究其原因,發(fā)現(xiàn)企業(yè)的儀表維護(hù)人員在維護(hù)絕壓變送器時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)調(diào)整錯(cuò)誤。例如,某單位送檢的一批絕壓變送器,10MPa量程、4~20mA輸出的絕壓變送器,其實(shí)際輸出電流值(簡(jiǎn)稱“實(shí)際輸出值”)小于理論輸出“真空狀態(tài)”中的值(即計(jì)量設(shè)備可以達(dá)到的非常大的真空)。分析原因發(fā)現(xiàn)10 MPa量程的絕壓變送器在大氣壓環(huán)境(標(biāo)準(zhǔn)大氣壓101.321kpa)理論輸出值為4.162 mA,接近4 mA,這時(shí)候很多維修人員就會(huì)誤把這批變送器作為儀表壓力變送器處理,這些變送器在“真空狀態(tài)”下的實(shí)際輸出會(huì)低于直接在大氣壓下歸零時(shí)的理論輸出。相對(duì)于“歸零”調(diào)整的誤操作,一些企業(yè)往往對(duì)絕對(duì)壓力變送器的全量程進(jìn)行誤差調(diào)整。例如0~100 kPa量程、4~20 mA輸出的絕壓變送器,其在100 kPa絕壓下的理論輸出值應(yīng)為20 mA,若當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?02 kPa,其理論輸出電流應(yīng)為20.32嘛。當(dāng)維修人員發(fā)現(xiàn)這些變送器的輸出電流高于20mA時(shí),就會(huì)錯(cuò)誤地調(diào)整大氣壓下表的滿量程電流,導(dǎo)致變送器量程擴(kuò)大,同時(shí)也會(huì)影響到零電流。
二、絕壓變送器校準(zhǔn)過(guò)程中的調(diào)零
目前,絕壓變送器采用壓力控制器與機(jī)械泵相結(jié)合的方式進(jìn)行驗(yàn)證和校準(zhǔn),如圖所示。
在壓力變送器測(cè)量誤差項(xiàng)標(biāo)定中,按規(guī)定操作:檢定前,通過(guò)改變輸入壓力來(lái)調(diào)整輸出下限和上限,使其與理論下限一致,上限。這通??梢酝ㄟ^(guò)調(diào)整“零”和“滿刻度”來(lái)完成。由于設(shè)備的限制,在日常檢定校準(zhǔn)中,只有50kPa真空度可以作為絕對(duì)壓力零位來(lái)調(diào)整絕對(duì)壓力變送器。在調(diào)整一系列不同量程絕壓變送器的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)大量程絕壓變送器(一般指絕壓變送器的量程大于大氣壓)的最終測(cè)量誤差滿足要求準(zhǔn)確度和線性度符合標(biāo)準(zhǔn)。但對(duì)于小量程絕壓變送器(一般是指絕壓變送器量程小于大氣壓),其線性度和精度往往達(dá)不到要求。通過(guò)分析原因可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于大量程絕壓變送器,如精度等級(jí)0.1、量程0~100 kPa的絕壓變送器,當(dāng)系統(tǒng)抽真空到50 Pa時(shí),理論輸出絕壓變送器的電流為4.008mA,如果是絕壓零,則將絕壓變送器的輸出值調(diào)到4mA,然后加壓到100kPa,輸出值調(diào)到20mA。調(diào)整成功后,根據(jù)檢定規(guī)程對(duì)輸出值進(jìn)行校準(zhǔn),發(fā)現(xiàn)測(cè)量誤差和線性度符合要求。分析表明,測(cè)量范圍為0~100 kPa、輸出值為4~20 mA的絕壓變送器的輸出允許誤差非常大,0.1級(jí)為0.016 mA。
采用真空系統(tǒng)調(diào)零時(shí),在允許誤差范圍內(nèi)省略0.008mA。因此,以50Pa為絕對(duì)壓力調(diào)零不會(huì)影響其線性度。但對(duì)于小量程絕壓變送器,如精度等級(jí)為0.1、測(cè)量范圍為0~40 kPa的絕壓變送器,當(dāng)壓力穩(wěn)定在50 Pa時(shí),絕壓變送器的理論輸出值是 4.020 毫安。電流值大于絕對(duì)壓力變送器0.016 mA的極大允許誤差。因此,調(diào)零降低的電流值會(huì)影響其測(cè)量誤差,導(dǎo)致絕壓變送器的測(cè)量誤差超出允許范圍。另外,絕壓變送器的絕壓零壓應(yīng)盡可能小,由此引起的誤差不應(yīng)超過(guò)允許誤差的1/20~1/10 .對(duì)于輸出為 4 ~ 20 mA 的 0.1 級(jí)絕對(duì)壓力變送器,允許誤差為 ±0.016 mA。根據(jù)本文,零絕對(duì)壓力引起的誤差不得超過(guò)±(0.000 8~0.001 6)mA。對(duì)于目前實(shí)驗(yàn)室使用的校準(zhǔn)系統(tǒng),50Pa的極限真空引起的誤差已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)法規(guī)規(guī)定的絕壓變送器的零絕壓誤差要求。因此,要使用本系統(tǒng)將絕對(duì)壓力變送器調(diào)零,必須加以改進(jìn)。
3 解決方案
為了使絕壓變送器的零絕壓盡可能小,一種方法是用真空泵直接對(duì)變送器進(jìn)行抽氣,如圖所示。
這種方法可以避免氣體通過(guò)長(zhǎng)度和控制器造成的泄漏對(duì)機(jī)械泵真空度的影響,使用機(jī)械泵將壓力直接泵送到絕壓變送器。當(dāng)輸出電流恒定時(shí),可以認(rèn)為壓力穩(wěn)定在真空泵的極限壓力,可以進(jìn)行調(diào)零。這種方法避免了系統(tǒng)不必要的泄漏對(duì)真空度的影響。但由于系統(tǒng)連接管路細(xì)而短,其真空度難以穩(wěn)定,無(wú)法顯示系統(tǒng)的實(shí)時(shí)真空值。因此,這種方法不能用于實(shí)際的校準(zhǔn)過(guò)程中。
為保證系統(tǒng)在很小的真空度下也能穩(wěn)定并能實(shí)時(shí)顯示,提出了“分子泵-機(jī)械泵”兩級(jí)真空泵系統(tǒng),試驗(yàn)調(diào)零和絕對(duì)值低讀數(shù)?;谡婵招?zhǔn)的壓力變送器。具體設(shè)計(jì)原理如圖所示。

安裝被測(cè)絕壓變送器后,抽真空,打開機(jī)械泵及相應(yīng)閥門,當(dāng)?shù)驼婵毡盹@示低于20Pa時(shí),打開電磁閥啟動(dòng)分子泵; 當(dāng)?shù)驼婵毡盹@示在0.1Pa以下時(shí),打開高真空表檢查真空度; 結(jié)合真空計(jì)量的方法,該設(shè)備可實(shí)現(xiàn)機(jī)械泵與分子泵的轉(zhuǎn)換,實(shí)時(shí)顯示系統(tǒng)真空度。 以薄膜真空計(jì)為標(biāo)準(zhǔn),通過(guò)標(biāo)定可溯源至真空標(biāo)準(zhǔn),然后在低真空度下完成絕壓變送器的調(diào)零。
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