浅谈压力变送器及其检定

张仁 杨嘉泉 李俊杰

摘要：随着我国现代科学技术的快速发展，数字化仪表已经在各行各业被大量的使用，這些数字化的仪表实现了数据的采集与处理，还能实时上传数据，从而减少了人工录入的误差，进一步提高了数据的准确性，为工作人员实时分析数据奠定了基础，以便随时应对紧急情况。作为测量压力这一最基本物理量的压力变送器是最为常见的数字化仪表，主要用于工业过程压力参数的测量和控制，被广泛的用于石油化工、煤化工、地质勘探、管道输油输气、汽车制造等行业，同时它也属于我国的强制计量检定器具，需要按期检定以保证仪表的准确度等级，为生产制造提供安全可靠的保证。

关键词：压力变送器;数字化仪表;检定

一、压力变送器的概述

压力变送器是一种将压力变量转化为可传送的标准化输出信号的仪表，而且其输出信号与压力之间有一给定的连续函数关系（通常为线性函数）。它能将感压原件感受到的气体，液体等物理压力参数转变成标准的电信号（如4～20mA），以供给指示报警仪，记录仪，调节器等二次仪表进行测量和过程调节。

压力变送器通常由两部分组成：感压单元、信号处理和转换单元，现在的压力变送器基本也都有显示单元，有些还具有现场总线功能。

压力变送器按原理可分为电容式、谐振式、压阻式、力（力矩）平衡式、电感式和应变式等;按芯片可分为陶瓷式、扩散硅式、蓝宝石式等;按测量方式可分为差压、表压（我们见到的大部分都属于这种）、绝压等。

二、压力变送器的检定方法

（一）对于检定压力变送器的标准器我们一般选择活塞式压力计，通常选择万分之二级或者十万分之五级的活塞式压力计;也可以选择压力发生器和数字压力计的组合，数字压力计最好能够选择0.02级及其以上。因为在计量标准考核中要求标准器的准确度等级至少是被检仪器的三倍以上，而我们通常见到的大部分压力变送器都是进口的，如ROSEMOUNT，Honeywell，Endress+Hauser，重庆横河川仪有限公司等等，这些仪表的准确度等级一般是0.1级或者优于0.1级。

（二）外观检查要求压力变送器铭牌应完整、清晰;密封性试验要求压力变送器的测量部分在承受测量压力上限时（差压变送器为额定工作压力）不得有泄露现象;绝缘电阻要求变送器各组端子（包括外壳）之间的绝缘电阻不小于20MΩ，绝缘强度要求变送器各组端子（包括外壳）之间施加频率为50Hz的规定试验电压，历时1min应无击穿和飞弧现象。这里对以上几项不做详细描述，具体可参照JJG 882-2004《压力变送器检定规程》。其中密封性和绝缘强度只需在首次检定中检定，后续检定可不做。

（三）压力变送器的接线方法：打开压力变送器的后盖，会有三个端子（有的也有四个），其中有两个是接24V供电，上面会标注24V“+” “-”或者在端子旁边写着Power/Supply/Singal“+” “-”等英文字母，在做HART通信时也是用的这两个端子，但是要串一个250Ω的电阻。另外还有一个Test（Check）端，在做测试时才用，通常检定时不用，然后将24V直流电源，万用表及压力变送器串联起来形成一个回路就行。

（四）测量误差及回差的检定：在检定前为了达到热平衡，需要检定设备和被检变送器在规定检定条件下放置2h;检定点应按照量程均匀分布，一般包括测量上下限在内不少于五个点，优于0.1级的压力变送器应不少于9个点。在这里我们以罗斯蒙特（0～4）MPa、0.1级的压力变送器，用0.02级（0～6）MPa的活塞式压力计检定为例，其检定点依次为0 MPa、0.5MPa、1.0 MPa、1.5MPa、2.0 MPa、2.5MPa、3.0MPa、3.5 MPa、4.0MPa，将压力变送器安装到活塞式压力计上，按照2.3进行接线，首先进行零点的测量，然后从零点打压到下一个检定点，当砝码在平稳的运转时读取并记录实测值，如此进行下一个点直至最大点，然后反方向平稳改变压力到各检定点，这为一个循环。强制检定的压力变送器应进行上述三个循环的检定。测量误差=实测值-标准值。回差可以和测量误差同时进行，回差等于每次循环中同一个点上行程和下行程差值的绝对值。

三、检定过程中的注意事项

（一）通常我们的压力校验台都是国标扣M20*1.5，而在现场拆下来的仪表接口多种多样，有1/2NPT、1/4NPT、钢管扣、锥形扣等等，这就需要我们在检定时准备好各种变扣。对于NPT扣我们需要缠生胶带来进行密封，国标扣用垫圈来密封就行。

（二）对于差压变送器，在零点检定时，要将平衡阀，高低压截止阀都打开，并且始终保持高低压端在一个平面上，这样测得的零点更为准确，在检定其它点时，关断平衡阀即可。在测量一些小量程的差压时，比如10kPa以内甚至几百帕的差压时，要注意周围环境对测量结果会有很大影响，吹空调吹风扇或者人员的来回走动等都会导致输出电流值波动很大。

（三）在检定带法兰的隔膜式压力变送器时，应选择合适尺寸的垫子，用螺栓紧固时，最好用四个螺栓对角对角上，不要一次紧固死，防止受力不均匀导致垫圈没上紧打压时漏气，同时不合尺寸的垫子会挤压隔膜导致还没打压就有电流输出。

（四）现在的压力变送器都比较智能化，通常可以在一定的测量范围内支持量程迁移（ROSEMOUNT 3051型等），好多压力变送器的实际量程与铭牌不符，这时我们需要用手操器进行HART通信后，读出当前实际量程后再进行下一步的检定工作，对于零点漂移严重的应需进行调零操作。

四、结束语

压力变送器在生产生活中起着举足轻重的作用，而我国的压力变送器大部分属于中低端产品，他们的准确度等级较低，输出波动度比较大，使用时间一长稳定性和准确度等级都难以保证。在实际的检定工作中，高精度的压力变送器还是以进口为主。随着对压力变送器原理更深层次的研究，期待着国产压力变送器能够开创出属于自己的国际品牌，从而翻开国产压力变送器的新篇章。

参考文献：

[1] JJG 882-2004 《压力变送器检定规程》

[2] 刘洋，邹同华，刘俊，压力变送器的研究与发展现状。通用机械2005年2期