二等活塞式压力计检定压力变送器的方法

变送器在电厂中的应用相当广泛，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。它将检测到的压力信号转换为（4~20）mA电信号传送给控制系统，进行联锁或显示。由于变送器的重要作用，其定期校验工作就显得相当重要。

由于各个热工实验室标准仪器配置不同，而二等活塞式压力计用途比较广，可以校验工业压力表、压力控制器、压力变送器，所以各个电厂实验室喜欢选配二等活塞式压力计。但是由于活塞式压力计校验变送器时检定点压力值所对应的输出电流值的确定比较繁琐，所以一般实验室不喜欢用活塞压力计校验变送器。笔者认为活塞压力计的优点是：它的打压介质是油，压力变化相对较慢；较容易稳定在需要的压力值，一旦确定了与砝码相匹配的检定点，校验起就相当快。本文以最常用的3051型压力变送器为例介绍用二等活塞式压力计校验普通压力变送器的方法。

1 一般校验方法

在各种检定条件均具备的情况下，后续检定的变送器需要对其外观、绝缘电阻、基本误差、回程误差等项目进行校验。下面是校验的具体步骤。

（1）检查外观良好，输出端子对外壳的绝缘电阻不小于20 MΩ。

（2）对基本误差与回程误差进行检定。

①选择与变送器量程相适应的二等活塞压力计标准装置。将被检变送器与活塞压力计、24 V直流标准信号源连接好,连接方法如图1所示。

图1 校验压力变送器的连接

②检定点的确定：检定0.5级以上的压力变送器时，需用二等标准活塞式压力计或数字压力计作为标准器，而活塞压力计能够测量的压力值是不连续的，所以要根据压力变送器的量程和活塞压力计输出压力的可能，确定5个或5个以上的检定点。

③示值检定：检定时，从下限值开始平稳地输入压力信号到各检定点，读取并记录输出电流值直至上限；然后反方向平稳地改变压力信号到各检定点，读取并记录输出电流值直至下限。以这样上、下行程的检定作为一次循环，如此进行两个循环的检定。值得注意的是：在检定过程中不允许调零点和量程，不允许轻敲或振动变送器，而且在接近检定点时，输入压力信号应足够慢，避免出现过冲现象。

④计算允许误差及基本误差、回程误差。

a）允许误差=±（量程上限-量程下限）

×精度/100

b）基本误差：

ΔA=A d-A s

式中：ΔA—压力变送器各检定点的测量误差；

A d—压力变送器上行程或下行程各检定点的实际输出值；

A s—压力变送器各检定点的理论输出值。

以最大一次的测量误差为该点的基本误差

c）回程误差：

ΔA=|A d1-A d2|

式中：ΔA—压力变送器的回程误差；

A d1、A d2—压力变送器上行程及下行程和检定点的实际输出值。

以最大一次的回程误差作为该检定点的回程误差记录。

⑤基本误差及回程误差小于或等于允许误差，则此变送器精度合格，可以直接使用，不必重新调整。

⑥若误差超出允许范围，需要重新调整。

2 校验实例

以一台测量范围为（0~3）MPa、精度等级为0.5的3051型压力变送器为例，来说明普通压力变送器在二等活塞压力计上的的校验及数据处理方法。

（1）首先检查变送器外观是否良好，绝缘电阻是否满足输出端子对外壳不小于20 MΩ。

（2）选择1台与所检变送器量程相适应的二等活塞压力计：（0~6）MPa。

（3）按照检定要求连接压力变送器与活塞压力计、直流标准信号源。

（4）检定点的确定：（0~6）MPa二等活塞压力计所配备砝码为：0.1 MPa砝码5块（1块固定在活塞盘上）和0.5 MPa砝码11块。将变送器量程按照25%递增的顺序分配，所对应的电流输出值如表1所示。

表1 变送器量程按25%递增所对应的输出电流

但是由于（0~6）MPa活塞压力计所配备砝码为：0.1 MPa和0.5 MPa，所以我们所选的检定点必须让砝码能够搭配出，因此选择如下检定点：0 MPa、0.8 MPa、1.6 MPa、2.3 MPa、3.0 MPa 分别计算出每个检定点对应的电流值。

以0.8 MPa为例，计算其所对应的输出电流值，由于压力变送器的压力值与输出电流值成线性对应关系，所以通过以下方法计算：

计算得：x=8.267（mA）

用同样的方法分别计算出1.6 MPa、2.3 MPa、3.0 MPa所对应的输出电流值如表2所示。

（5）示值检定。

零点检定：在大气压下变送器未承压时，电流标准器所显示的电流值。

表2 适应法码压力的检定点压力值与输出电流值

表3 实验检定数值记录

表4 检定数据的误差

打压检定：按确定好的检定点进行上行程检定，按需要的检定点压力值放好砝码，缓慢旋转手轮进行打压，并读取检定点输出电流值，做好记录。加压至满量程后逐渐回旋手轮进行减压，按每个检定点逐点缓慢地进行下行程检定，观察各点输出电流值，并做好记录。

以这样上、下行程的方式对检定点作检定，如此进行两个循环的检定。

检定数值记录如表3所示。

（6）计算允许误差、基本误差及回程误差。

①允许误差计算：根据：ΔA=A d-A s

允许误差 = ±（3 MPa-0 MPa）×0.5%/100=±0.08 MPa

②基本误差计算：

以0.8 MPa检定点为例，计算基本误差：

测量误差：ΔA=A d-A s

第一次测量上行程误差：

8.262 -8.267=-0.005（mA）

第一次测量下行程误差：

8.265 -8.267=-0.002（mA）

第二次测量上行程误差：

8.261 -8.267=-0.006（mA）

第二次测量下行程误差：

8.265 -8.267=-0.002（mA）

取测量误差绝对值最大的数作为该检定点的基本误差：-0.006 mA。

③回程误差计算：

第一次回程误差：|8.265-8.262|=0.003（mA）

第二次回程误差：|8.265-8.261|=0.004（mA）

取最大回程误差，所以0.8 MPa检定点的回程误差定为0.004 mA。

其他点回程误差计算方法同上。最后计算出的结果如表4所示。

比较各检定点测量误差和回程误差均小于允许误差，则判定此变送器精度合格，可以直接使用，不必重新调整。可出具检定证书。

3 结束语

在电厂中，校验压力变送器可用的标准装置有多种，这里只介绍了用二等活塞式压力计校验压力变送器的方法。掌握了活塞压力计校验压力变送器的方法要点，使用起来就相当方便了。