压力变送器校准及数据处理探讨

摘要:压力变送器是远程监测压力参数最主要的仪器之一。当前对其进行计量校准成为计量检测部门现场在线检测的最主要方法。本文通过参照相关国家计量检定规程、计量校准规范和多年实际工作经验,针对对压力变送器校准及数据处理方法的探讨,从而确定本文对校准及数字处理方法的统一性、规范性和科学性。
       压力变送器(以下简称仪器)是一种将压力变量转换为可传送的标准电信号输出的仪表,其电信号输出与压力变量之间存在连续函数关系。主要用于工业过程压力参数的测量和控制。
计量校准作为一种新的检测方法,在工业发达国家,已经得到广泛的应用。在我国虽然起步较晚,但因其在实际工作中所体现出的客观正确性和灵活高效性等特点,目前已得到了我国的计量检测行业从业人员的普遍认可,同时国家也加大了计量校准行业的建设,目前全国通过国家认可委批准的检测校准机构的数量已经超过1万家。自2002年起，国家质检总局新颁布的法定计量技术文件全部是以校准规范形式出现的,足以说明计量校准在量值传递体系中的地位。计量校准已成为我国与国际接轨中最普遍、最重要的方法之一。
1仪器校准方法及数据处理问题来源
       近年来,随着工业发展和生产的需要以及计量校准方法的采用,大批量的仪表都需要到现场实施校准。
       压力变送器的校准依据主要参照JJC882-2004计量检定规程,规程中虽然对仪表的检定内容作了详细的规定,但计量校准不同于检定,证书报告中虽然不判定合格与否,但必须明确测量点的客观数据及测量不确定度。国家有关部门也没有出台相关的技术文件来规范此类校准行为。如此一来,各计量机构在校准方法、数据处理及报告上就出现了不同的版本。将所见对压力变送器进行校准及数据处理的方法归纳分类如下:
1)仅对仪表上行程进行一次校准而省略下行程校准的;
2)是对压力变送器上、下行程进行一个循环的校准后,在数据处理时,对上、下行程校准数据进行平均值处理的方法。这种方法具有一定的代表性和普遍性。图1为某省级(大区)法定计量机构对一只0.25级仪表校准数据处理记录。

这两类校准和数据处理方法都是不妥的:
      第1类校准方法中未作下行程的校准,从而无法确定仪表的回程误差。仪表的回程误差是反应仪表受压元件回弹性(刚性)的技术参数,是直接反应仪表产品质量的重要的指标之一。仪表在测量过程中,受到压力作用后，都不可避免的出现不同程度.的弹性迟滞现象,因此,在实际校准中，可根据被校仪表的精度及客户要求等因素，必须对仪器上、下行程进行至少一个循环的校准。
第2类数据的校准符合要求,但对其校准的数据处理过程中将.上、下行程测量进行了平均值处理,并在报告出具的数据中,仅将上、下行程测量平均值表达出来,不仅是不必要的,更是不正确的,从图1中不难看出,这样进行数据处理的方法,显然失去了测量地客观正确。
2仪器校准方法及数据处理的探讨
       如何合理规范的进行仪表校准及校准后的数据处理、报告中数据表达呢?
       在对压力变送器进行校准时，可具体参照JJG882-2004规程的相关内容。规程规定对仪表需要做两个循环的检定。正确理解为,在仪表检定时,两个循环的数据均符合规程要求后,即可判定仪表合格。校准即可参照规程进行两个循环的测量或根据实际情况,进行一个循环的测量。但无论是单次或两次测量,都必须满足以下条件:
1)计量标准器的精度必须满足规程要求,且保证其在有效期内。
2)对计量标准器进行必要的核查。现场校准,由于运输等诸多原因,可能导致标准器失准,这种现象发生多数是不可预知的。为保证校准结果的正确性,对计量标准的核查就尤为重要。核查方法是对两台套计量标准在出门前进行一次核查,抵达现场实施校准前，将两台套计量标准进行比较后，确认计量标准状态正常后,再进行现场校准工作。
3)单次的校准,通常是针对精度等级较低的仪表。众所周知,单次测量数据具有一定的随机性这就要求校准人员能正确地对测量数据进行判断，有效地剔除测量中有可能出现的粗大误差。
压力变送器校准后数据处理,可参照JJG875-2005数字压力计检定规程中的数据处理方法最为合理,JIG875-2005规程明确规定了测量中数字压力计正行程与反行程各自独立的数据处理方法,如图2所示。

       由于压力变送器与数字压力计、压力传感器(静态)同属于电测量仪器,从理论上到实际工作中,采用数字压力计数据处理方法都更为客观、正确。
3结束语
       随着我国计量行业与国外交流合作的加大,对压力变送器的计量校准也将日趋广泛。通过多年的工作经验和对压力计量检定规程的理解,提出上述方法,通过与国内各位专家、同行的探讨,定会形成一个对仪表校准及数据处理的统一、规范、科学的方法。