压力变送器总体精度影响因素有哪些

2020/6/12 15:12:49 人评论 次浏览 分类:变送器  文章地址:/tech/3131.html

压力变送器已普遍应用于过程工业,各压力变送器厂家的新型压力变送器的精度等级越来越高。昌晖仪表在次提醒用户:宣传中的精度指标有时仅陈述部分事实,它仅包括总体精度的一部分因素,会影响实际应用当中您对压力变送器总体精度的期待。

在本文中,昌晖仪表将分析一些主流压力变送器的精度指标和总体精度受影响的部分因素,例如重设量程、环境温度、安装位置、静压、长期漂移、振动和供电等,简要地说明这些因素以及它们的含义。

单晶硅压力变送器

背景介绍

昌晖仪表看到一些压力变送器的指标参数大玩“文字游戏”,宣传文案的精度数据仅陈述了部分事实。也就是说,只是列出了许多应当考虑的影响精度因素中的一个或几个而言,并非全部。在一些情况下,这些宣传可能造成误导,让您错误地认为实际应用中压力变送器总体精度就是宣传资料中的压力变送器精度。

这种情况可能是因为压力变送器厂家大搞精度竞赛,一些厂商注明了一个“总体的”精度参数印在欧宝电竞平台宣传册封面上,同时发布在官网上进行宣传。但只有在用户手册中可以找到全部的指标参数。


通常,在考虑压力变送器总体精度时,一般需要考虑影响压力变送器精度的因素。


如上所述,本文将回顾一些主流压力变送器的指标参数,让您了解需要考虑和注意的一类重要因素。此外,昌晖仪表将列出一些影响压力变送器精度的因素。


由于变送器的精度会影响校验设备的精度,因此昌晖仪表也会得到客户反馈的精度问题。校验仪肯定比校准的变送器更精确,但对于这两者之间的精度比率,大家应是各有不同。无论如何,您应该注意校准总体不确定度,并在校准过程中进行记录。


应根据工业过程的要求去选择压力变送器的允差,而不是根据安装在现场的压力变送器指标去选择。


压力变送器总体精度影响因素

1、参考精度
在压力变送器厂家欧宝电竞平台宣传手册或网站上,通常会有单独及有限的精度声明。它可能称为“参考精度”或类似的措辞,但这仅包括了部分影响精度的因素,而不是全部。比如它仅包括了非线性,迟滞和重复性。

这个“最佳精度”未考虑到实际中所有影响精度的因素(安装位置,环境温度等)。因此,不要认为压力变送器安装到工业流程中后,便可以在实际应用中实现这一精度,在文章《为什么大量程比压力变送器实际使用精度往往比指标精度低》就谈到这个问题。


对于高精度的压力变送器而言,“最佳精度”可能是压力量程的0.04%或0.025%。


2、不同的压力量程

最佳(参考)精度一般仅针对几个压力量程段,而不是压力满量程。并且,它可能随着不同的压力类型而变化,即绝对量程不一定等于满量程。对于不同量程而言,精度指标可能翻一倍或两倍。因此,确保您知道您所使用的压力量程/型号所对应的精度。

3、重调量程

HART智能压力变送器可以以任意比例重调它的精度量程。通?梢园100:1或更高的调节比重调压力变送器的量程。精度指标一般会给定满量程或一个有限的调节比。

如果将HART智能压力变送器的量程重调到小于满量程,则精度指标通常会降低。因此,如果将压力变送器的量程重调到小于最大量程,您就需要确认产生了多少的精度误差。


4、环境温度影响

大多数在使用过程中的压力变送器处于不断变化的环境条件下。同样,压力介质温度在使用过程中可能会大幅变化。与大多数测量设备一样,压力变送器通常具有某种温度系数,即取决于环境温度影响精度的因素。这种取决于温度的特性似乎常用一种难以理解的表达方式指明。但是要试着理解这一点,如果您无法弄清楚这一特性,请咨询压力变送器厂家。

对于不同的压力变送器而言,它可能从量程的0.01%到0.5%之间变化。最差的压力型号所指明的温度影响可能超过量程的1%。如果使用过程中的温度变化幅度很大,那么您应该考虑到这一点。


5、静压影响

差压变送器可在管路静压条件下使用。这意味着两个输入端都有一定的压力,差压变送器测量的是两个输入端之间的差值。它不同于在大气压条件下测量压力的变送器或在完全真空条件下测量绝对压力的变送器。

理想差压变送器只能测量输入端之间的差值,但静态管路压力实际上会对输出产生一定的影响。
如果两个输入端都处于大气压下,则压差自然为零。同样,如果对两个输入端施加相同的压力(比如说50bar/psi),则压差仍为零。实际上,静压会对变送器的输出产生一定的影响。因此,当静压变化时,差压变送器输出也会发生轻微变化。昌晖仪表在文章《深度了解差压变送器的静压影响》中深入探讨过这个问题。

静压影响通常从量程的0.025%到0.4%不等,具体取决于差压变送器型号。


静压一般主要改变差压变送器的零位,而不会对测量满量程产生显著影响。因此,在校验过程中,可以对两个输入端施加相同压力(高压或低压)后,观察差压变送器零位的变化值,从而验证这一影响。

管路压力也可能对差压变送器的测量范围产生一定的影响,这会增加操作和校验难度。它需要采用一种差压标准进行校准。

6、长期稳定性

随着时间的推移,所有测量设备将逐渐丧失精度。有些增加,有些减少。压力变送器也同样如此。一些压力变送器拥有一年稳定性保证,有些甚至达到5年或10年或更长时间。

举个例子,参考精度为0.04%量程的压力变送器,其年稳定性可以达到0.2%量程。对于其他一些型号,0.2%量程稳定性可以有效达到5年甚至10年。


昌晖仪表发现最佳型号其年稳定性可以低至0.01%量程。


根据压力变送器的重新校准频率,您应该考虑长期稳定性影响,因为压力变送器可能在进行下次重新校准(和可能的调校)之前发生大幅漂移。


7、安装位置(方向)影响

安装位置通常会影响压力变送器的精度。大多数压力变送器都会指定安装位置。

更改安装方向一般会导致压力变送器零位变化,但不会影响测量满量程的精度。实际上,压力变送器的安装方向在正常使用期间不会变化。在车间校准完压力变送器,再安装到工业流程程中时,或从工业流程中拆下压力变送器进行重新校准时,应考虑安装位置这一因素。


当然,如果变送器是远传差压式,毛细管的安装位置将对零值产生很大的影响。同样,这并不是一个在正常使用过程中不会改变的东西。如果远传差压变送器从安装位置拆下,则可能会对校准造成影响。


8、振动影响

许多压力变送器都指明了振动影响。当然,只有当压力变送器安装在振动位置时才需要考虑这一点。振动对精度的影响通常较小,例如为“小于0.1%的量程”。

9、供电影响

未接入外部电源时,两线制压力变送器无法工作。常用电源为24VDC电源。压力变送器通?梢栽诮峡淼牡缭吹缪狗段诠ぷ鳎踔量梢越抵10 VDC,但是,当电源电压在运行过程中发生变化时,它对压力变送器的精度影响很小。例如可以指定为“电源电压每1V会产生小于0.01%测量范围的变化”。实际上,当电源可以正常使用时,一般不会有问题。

10、总体精度指标

一些压力变送器总体精度的指标参数包含了多个常见的影响精度的因素,包括上面提到的“参考精度”和环境温度影响以及静态/管路压力影响。这种总体精度更易掌握,因为它更接近压力变送器可以实现的精度。

例如,“总体精度”指标可以是量程的0.14%,而参考值是0.04%。
因此,一旦包括温度和管路压力影响,参考精度就会乘以3-4。
举另一个例子是有0.075%的量程参考精度,当考虑温度影响时,精度降低到0.2%的量程,当进一步考虑静压影响时,精度降低到0.3%的量程。

如果压力变送器总体精度的指标参数已明确,这有助于您深入了解实际中可以实现的精度类型。即使这些总体精度通常会缺少本文列出的一些因素。


11、使用过程中受污染

在使用压力变送器测量压力时,存在变送器的薄膜会被压力介质或一些污垢污染的风险。此类污染会严重影响压力变送器的精度。
当然,这不是明确指出的东西,但是在正常使用中也算得上很大的风险,特别是当您决定再校准周期很长(例如数年之久)时更是如此。因此,除了压力变送器的长期漂移指标参数外,还需要在风险分析中考虑这一点。

如果压力变送器变得很脏并开始出现重大测量误差,您一般会在测量结果中发现这一点。但是,如果只是出现细微误差,则在正常使用中难以注意到这一点。


最佳和最差示例

将上述不同的精度指标参数总结在一起后,您将得出在实际中可实现的真实的压力变送器总体精度指标。通常来说,当您结合独立的不确定度因素时,常用的方法是使用“平方根之和”(RSS)法。在最极端的情况下是只将所有因素直接加起来求和。从统计学角度出发,所有因素不太可能同时处在同一方向上。因此,可以使用这种统计学RSS法。

为了总结最佳的情况,欧宝电竞平台应选择所有影响压力变送器总体精度最小的因素,而忽略非相关因素。对于最极端的情况,欧宝电竞平台应将所有影响精度的因素取最大值,并假设它们都是存在的。


最佳精度

为了找出最佳精度,欧宝电竞平台运用了以下假设:
①选择最佳的参考精度
②选择最精确的型号和量程
③不要重调量程->对准确性无影响
④在一个接近环境温度的有限温度范围内使用变送器
④选择最小的温度影响
⑤假设无静压/管路压力影响(用于压力表测量)→无影响
⑥假设没有振动影响→无影响
⑦假设供电良好→无影响
⑧含一年期漂移

在检查一些不同压力变送器的指标后,欧宝电竞平台可以找到的最小组合精度可以降低至0.15%的量程左右。对于大多数压力变送器厂家的欧宝电竞平台,其最佳精度似乎是它的两倍左右,约为0.3%的量程。许多型号的最佳精度要更高。


最差精度

为了找出最差精度,欧宝电竞平台运用了以下假设:
①选择精度指标最高的型号/压力量程
②假设正在重调量程
③采用温度影响较大的量程
④假设使用静压/管路压力
⑤假设振动影响较小
⑥假设供电影响较小
⑦含一年期漂移

再看下不同的指标,结合这些最差精度指标参数后,欧宝电竞平台用精度最高的压力变送器,其最差精度约为1%-1.5%的量程精度。但是,这一数字在一些型号的变送器中可能更高。


总结

如前所述,压力变送器是精度极高的仪表。无论如何,请最好仔细阅读精度规格,包括可以影响精度的不同因素。特别是当市场上或其他资料中仅提到的“参考精度”这一精度时,这一点更容易被忽略。

本文旨在加深您对在实际中影响压力变送器总体精度的因素的了解程度。当然,不单单是压力变送器,所有测量设备也是这种情况。建议您阅读所有指标参数,包括所有带有小字体的标注。


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