压力变送器的研究与计量标准研究

蔡玉英?陈春

摘 要：压力变送器是工业实践中运用最为普遍的一种设备，其计量标准对于压力变送器的使用有效性具有极为重要的意义。文章围绕压力变送器和计量标准进行了分析，希望能够为工业实践领域提供有效的意见。

关键词：压力变送器；研究；计量标准

压力变送器的作用是将输出作为标准信号的压力传感设备，也是根据比例转换标准输出信号接受压力变量的一种仪表设备。近年来压力变送器越发实现智能化，并且在生产控制要求逐渐提升的基础上，加之高精度数字压力表也实现了普及，使得检定压力变送器计量标准设备的建立越发重要，文章主要针对这一问题进行了分析。

一、计量标准设备选择与参数标准

1.设备选择

针对压力变送器校验这一操作，因为压力校验仪并不只是被测对象主要的标准压力源，同时也能够利用内部模块测量被测对象压力输出信号，显示与之相对应的mA值。

对于所选择的计量标准器以及配套设备而言，主要包括以下几种，即压力校验仪DPI615 （0～1.25kPa）、DPI615 （0～15kPa）、DPI615（-100～100kPa）等；而数字压力表则主要选择P8216（-100～100kPa）、P8216 （0～6 MPa）、P8216 （0～-60MPa），在以上设备实际操作时，需要有两台0.05级精确度的标准器，其他的配套设备，如绝缘电阻表以及秒表等，则要根据规程要求进行配置。

2.计量标准参数标准

（1）测量范围：-0.1～40MPa；（2） 总不确定度：U=0.016mA；（3） 检定重复性：Si=0.0031mA，计量标准参数需要满足以上要求才能达到规程要求。

对于运行的具体环境要求，（1） 温度方面，需要保证在（20±5）℃；（2） 湿度方面，则要保证湿度在45～75%之间；（3） 其他方面，对于防磁、防尘以及防震等需要与规程要求相符。

二、稳定性测试

1.重复性测试

对计量标准重复性进行测试时，需要使用该设备对压力变送器进行检定，量程是0～25MPa之间，准确度是0.5级，确定其测量上限为15MPa为检定点，实际检测时主要运用升压法反复进行检测。在实际检测时，每次要先进行降压，随后将其升至检定点，将数据进行记录，通过检测获得数据对设备标准偏差进行计算。

计算公式为，公式中Si是设备标准偏差，n是重复测量次数，xi是每次测量值，是总共测量数值平均值。被检变送器允许误差是±0.08mA。最终通过计算得知，该设备标准偏差是0.0031mA，标准不确定度0.0079较大，因此与规程要求相符。

2.稳定性测量

选择一个稳定习性较高的被检测对象，压力变送器压力值为0～25MPa，将15MPa作为检定点，定期使用这一计量标准进行测量。保证测量次数要大于10次，并且最终去算术平均值为其测量结果，以多次测量结果大小数值差为其稳定性，稳定性要小于最大允许误差值。

三、不确定度评估与建模

1.建模

该模型的建立需要根据公式进行：。在这一公式中，是压力变动器所输出的电流误差；I是压力变动器输出电流；Im是变送器输出电流量程；P是压力变送器输入压力值；Pm是压力变送器输入压力量程；Io是压力变送器输出起始值；是标注不确定分量。

2.评估输入量标准不确定度

（1）对于输入量I标准不确定度的评估。对于输入量I标准不确定度主要数据来源主要有以下几个方面，即精密数字压力校验仪设备中电流档测量不确定度以及压力变动器电流输出测量不重复性。

（2）对于压力变送器输出电流测量不重复性不确定度评估。这一不确定度主要来自于压力变送器输出电流测量的重复性，能够在持续测量中获得，一般使用A类方法进行评估。针对一个等级为0.5的压力变送器，将其确定为15MPa，并分别与输出电流相对应进行测量，次数为10次，最终获得测量列数值，13.721、13.582、13.655、13.628、13.652、13.625、13.662、13.653、13.625、13.658mA。由此可以计算其平均值，根据公式可以得出结果为13.6258mA。

四、计量标准测量不确定度检验

在检定等级为0.5MPa的压力变送器之后，对比检定结果和该设备检定结果，通过实际对比可以发现，因为高一级的计量标准经过扩展之后，其不确定度要小于该设备的扩展不确定度，因此可以将高一级设备不确定度忽略不计，由此可以确定二者之间的最大差值是0.015mA，这一数值要小于该設备扩展不确定度，与要求相符。

五、结语

综上所述，通过分析可知计量标准与压力变送器之间联系，并且通过实际设备试验分析，确定了这一设备的最大允许误差值等基本参数，进而为今后相关产品的生产提供了有效的数据支持。

参考文献：

[1]刘明，王杰.气体流量标准装置压力变送器溯源技术的实现[J].计量与测试技术，2016，01：17-18.

[2]李笃明.基于PGA309的压力变送器批量化生产设计[J].自动化与仪表，2015，03：23-26.

作者简介：蔡玉英，女，吉林，汉，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：热工表计相关，例如热电偶，热电阻，压力变送器，压力开关，流量计，料位计等。

陈春，男，四川，汉，职称：助理工程师，学历：本科，研究方向：电厂热工保护系统可靠性预防，模拟量控制系统。