(-100~100)kPa微差压变送器检定方法探讨

【摘要】通过对微差压变送器检定方法的探讨研究，采用不同的检定方法来提高检定效率和确保检定结果的正确性。
　　随着油田自动化的发展，(-100～100)kPa微差压变送器在工艺上得到广泛应用，在油田生产自动控制系统中发挥着举足轻重的作用，它主要用于将现场被测的压力量按照一定的规律转换成规定的标准信号，进而实现远程传输的目的。但是由于微差压变送器的量程小，压力低，外界因素对其测试压力和输出电流有着较大的影响，致使检定过程中遇到的技术难题随之增多。因此对(-100～100)kPa微差压变送器的各种检定方法进行探讨研究和数据分析，对提高微差压变送器检定技术水平是很有必要的。
一、差压变送器工作原理
　　差压变送器是测量液体、气体两端压力之差的变送器，又分为气动差压变送器和电动差压变送器两种(本文只研究电动差压变送器)，可以将测量的压力变量转换为标准的直流信号输出，如0～5V，4～20mA(其原理框图见图1)。差压变送器与一般压力变送器不同点在于差压变送器有高压端与低压端两个压力测量接口，一般情况下只有当高压端压力大于低压端时仪表才能测量。
二、微差压变送器检定方法探讨分析
1.采用水柱检定微差压变送器
　　通过水柱压强=水的密度*大气压*水柱高度的公式，我们计算出一个标准大气压等于1.013*105帕,可以支持10.337米高的水柱，所以采用水柱高度提供的压力可以检定小量程的微差压变送器，如下图1所示，要注意的是检定过程中水柱产生压力的有效高度为：从水柱顶端到微差压变送器的承压模块的距离。

图1：水柱检定实物图
　　我们对一块编号为20081002、量程为(0～5)kPa、精度为0.5级的罗斯蒙特差压变送器进行检定，数据如下表1所示：
表1：检定数据

　　通过检定我们看到该变送器的基本误差都在最大允许误差的范围之内，证明采用水柱检定微差压变送器的方法是可行的，可作为我们检定微差压变送器的一种参考手段。但缺点是由于人为的确定水柱的高度会增大引入的误差以及检定量程范围受限。
2.采用量程迁移法检定微差压变送器
　　我们在检定微差压力变送器的时候，会碰到负压量程变送器，然由于大气压的存在，如下图2所示，我们的抽负压设备只能抽到-90kPa的最大瞬时真空压力值，在检定微差压变送器时只能达到-80kPa　　左右的稳定压力，而对下限量程点-100kPa的真空压力根本无法达到，给实验检定带来困难。
　　对于这个疑难问题，我们考虑采用最简单方便、科学直观的量程迁移法来解决。将微差压变送器和HATR475手操器接入压力变送器检定系统中，使用HATR手操器读出该微差压变送器的实际量程，重新设定微差压变送器的上下限，即把原下限压力值改为我们设备可检定的范围之内，把量程向上迁移一定的范围作为新的测量范围，设定完后进行正常检定，这样就能把特殊量程的微差压变送器转换成正常普通范围的微差压变送器进行检定，检定完成后，再用HATR手操器将该压力变送器恢复到起始状态，即将量程迁移到最初的测量范围。具体情况如下表2、表3检定数据对比，应用此方法可解决特殊量程微差压变送器的检定技术难题。
　　例如：我们检定一块编号为201532354，量程为(-100～0)kPa、精度为0.5级的微压变送器，按规定要求我们用const115便携式气压泵抽负压对该变送器4个点进行了检定，因环境的限制无法抽成绝对真空，所以无法对-100kPa这个点进行抽负压检定。

　　我们按照前面量程迁移法的流程来迁移该微压变送器的量程，把其原来量程(-100～0)kPa迁移为新量程(0～100)kPa，量程迁移后，我们按照操作规程进行正压检定，正压检定的流程相对抽负压来说就更为方便、检定效率显然更高，很容易得到我们需要的检定数据，如下表3所示：

　　由上表3可知，这台微压变送器量程迁移后因环境影响小使得其检定误差要更小点。因微差压变送器量值的线性特征，最后经验证量程迁移不会对变送器压力值有大的影响。
3.采用量程扩展法检定微差压变送器
　　压力变送器的铭牌上一般都标识有两个范围，一个是测量范围即它的量程，还有一个为它的最大承压范围。因此我们可以在其线性压力范围之内，适当的扩展其量程来进行较大量程的检定，当然此方法有一定的局限性，量程扩展的太大会导致示值误差大而不合格的情况，所以检定人员采用时要进行反复验证，确保量值正确可靠。
三、结束语
　　综合上述三种方法，采用量程扩展法和水柱检定微差压变送器都有一定的弊端，但是对于检定微小量程的微差压力变送器很实用、很方便，而采用量程迁移法对小量程的微差压力变送器作用不大，但对于稍大量程的负压变送器是优选，不仅能大大缩短检定时间和确保量值正确可靠，还使得检定效率得到很大的提高。
　　通过对(-100～100)kPa微差压变送器的各种检定方法进行了讨论研究，有针对性的分析出不同量程的微差压变送器的最佳检定方法，排除技术难题，进一步提高了计量检定人员的技术水平和能力。