用活塞式压力计校准压力变送器的详细步骤

用活塞式压力计校准压力变送器的详细步骤

在工业自动化领域，压力变送器的准确校准是确保测量精度的关键环节。本文将详细介绍如何使用活塞式压力计对压力变送器进行精确校准，包括校准前的准备工作、具体操作步骤、误差计算以及实例分析。

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4-20mA电信号传送给仪表或控制系统，进行联锁或显示。由于压力变送器的重要作用，其定期校验或检定压力变送器工作就显得相当重要。

活塞式压力计检定压力变送器方法

在各种检定条件均具备的情况下，后续检定的压力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. 检查压力变送器外观良好，输出端子对外壳的绝缘电阻不小于20MΩ。
2. 对基本误差与回程误差进行检定。

1. 选择与压力变送器量程相适应的±0.05%活塞压力计标准装置

将被检压力变送器与活塞压力计、DC24V直流标准信号源连接好，连接方法如图1所示。

2. 检定点的确定

检定0.5级以上的压力变送器时，需用±0.05%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

• 允许误差=±(量程上限-量程下限)×精度/100
• 基本误差△A=Ad-As
  △A=Ad-As公式中△A为压力变送器各检定点的测量误差；Ad为压力变送器上行程或下行程各检定点的实际输出值；As为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。
• 回程误差△A=|Ad1-Ad2|
  △A=|Ad1-Ad2|公式中△A为压力变送器的回程误差；Ad1为压力变送器上行程检定点的实际输出值；Ad2为压力变送器下行程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. 若压力变送器误差超出允许范围，需要重新调整。

活塞式压力计检定压力变送器实例

以一台测量范围为0-3MPa、精度等级为±0.5%的压力变送器为例，来说明普通压力变送器在±0.05%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20MΩ。
2. 选择1台与所检变送器量程相适应的±0.05%活塞压力计
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:0-6MPa±0.05%活塞压力计所配备砝码为:0.1MPa砝码5块(1块固定在活塞盘上)和0.5MPa砝码11块。将压力变送器量程按照25%递增的顺序分配，所对应的电流输出值如表1所示。

表1 压力变送器量程按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:0.1MPa和0.5MPa，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:0MPa，0.8MPa，1.6MPa，2.3MPa，3.0MPa分别计算出每个检定点对应的电流值。

以0.8MPa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：

设0.8MPa时的电流值为x，则

计算得：x=8.267mA

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

表2 适应砝码压力的检定点压力值与输出电流值

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。

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祛码，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。

表3 实验检定数据记录表

6. 计算允许误差、基本误差及回程误差

①允许误差=±(量程上限-量程下限)×精度/100=+(3MPa-0MPa)×0.5%/100=±0.08MPa

②基本误差△A=Ad-As

以0.8MPa检定点为例，计算基本误差：

第一次测量上行误差=8.262-8.267=-0.005mA

第一次测量下行误差=8.265-8.267=-0.002mA

第二次测量上行误差=8.261-8.267=-0.006mA

第二次测量下行误差=8.265-8.267=-0.002mA

取测量误差绝对值最大的数作为该检定点的基本误差:-0.006mA

③回程误差计算:

第一次回程误差:|8.265-8.262|=0.003mA

第二次回程误差:|8.265-8.261|=0.004mA

取最大回程误差，所以0.8MPa检定点的回程误差定为0.004mA

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，则判定此压力变送器精度合格，可以直接使用，不必重新调整。可出具检定证书。

在个行业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±0.05%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。

活塞式压力计是基于帕斯卡定律及流体静力学平衡原理产生的一种高准确度、高复现性和高可信度的标准压力计量仪器，也有压力天平之称，特别是活塞式压力计的长期稳定度已经使其成为高准确度压力计量领域不可或缺的计量标准仪器，所以国际首选的压力计量最高标准都是活塞式压力计。在我国国家级、各省级以及企业计量实验室的最高压力基准、标准装置均采用活塞压力计。