壓力變送器校準及數據處理探討

摘要:壓力變送器是遠程監測壓力參數最主要的儀器之一。當前對其進(jìn)行計量校準成為計量檢測部門(mén)現場(chǎng)在線(xiàn)檢測的最主要方法。本文通過(guò)參照相關(guān)國家計量檢定規程、計量校準規范和多年實(shí)際工作經(jīng)驗,針對對壓力變送器校準及數據處理方法的探討,從而確定本文對校準及數字處理方法的統一性、規范性和科學(xué)性。
       壓力變送器(以下簡(jiǎn)稱(chēng)儀器)是一種將壓力變量轉換為可傳送的標準電信號輸出的儀表,其電信號輸出與壓力變量之間存在連續函數關(guān)系。主要用于工業(yè)過(guò)程壓力參數的測量和控制。
計量校準作為一種新的檢測方法,在工業(yè)發(fā)達國家,已經(jīng)得到廣泛的應用。在我國雖然起步較晚,但因其在實(shí)際工作中所體現出的客觀(guān)正確性和靈活高效性等特點(diǎn),目前已得到了我國的計量檢測行業(yè)從業(yè)人員的普遍認可,同時(shí)國家也加大了計量校準行業(yè)的建設,目前全國通過(guò)國家認可委批準的檢測校準機構的數量已經(jīng)超過(guò)1萬(wàn)家。自2002年起，國家質(zhì)檢總局新頒布的法定計量技術(shù)文件全部是以校準規范形式出現的,足以說(shuō)明計量校準在量值傳遞體系中的地位。計量校準已成為我國與國際接軌中最普遍、最重要的方法之一。
1儀器校準方法及數據處理問(wèn)題來(lái)源
       近年來(lái),隨著(zhù)工業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)的需要以及計量校準方法的采用,大批量的儀表都需要到現場(chǎng)實(shí)施校準。
       壓力變送器的校準依據主要參照JJC882-2004計量檢定規程,規程中雖然對儀表的檢定內容作了詳細的規定,但計量校準不同于檢定,證書(shū)報告中雖然不判定合格與否,但必須明確測量點(diǎn)的客觀(guān)數據及測量不確定度。國家有關(guān)部門(mén)也沒(méi)有出臺相關(guān)的技術(shù)文件來(lái)規范此類(lèi)校準行為。如此一來(lái),各計量機構在校準方法、數據處理及報告上就出現了不同的版本。將所見(jiàn)對壓力變送器進(jìn)行校準及數據處理的方法歸納分類(lèi)如下:
1)僅對儀表上行程進(jìn)行一次校準而省略下行程校準的;
2)是對壓力變送器上、下行程進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的校準后,在數據處理時(shí),對上、下行程校準數據進(jìn)行平均值處理的方法。這種方法具有一定的代表性和普遍性。圖1為某省級(大區)法定計量機構對一只0.25級儀表校準數據處理記錄。

這兩類(lèi)校準和數據處理方法都是不妥的:
      第1類(lèi)校準方法中未作下行程的校準,從而無(wú)法確定儀表的回程誤差。儀表的回程誤差是反應儀表受壓元件回彈性(剛性)的技術(shù)參數,是直接反應儀表產(chǎn)品質(zhì)量的重要的指標之一。儀表在測量過(guò)程中,受到壓力作用后，都不可避免的出現不同程度.的彈性遲滯現象,因此,在實(shí)際校準中，可根據被校儀表的精度及客戶(hù)要求等因素，必須對儀器上、下行程進(jìn)行至少一個(gè)循環(huán)的校準。
第2類(lèi)數據的校準符合要求,但對其校準的數據處理過(guò)程中將.上、下行程測量進(jìn)行了平均值處理,并在報告出具的數據中,僅將上、下行程測量平均值表達出來(lái),不僅是不必要的,更是不正確的,從圖1中不難看出,這樣進(jìn)行數據處理的方法,顯然失去了測量地客觀(guān)正確。
2儀器校準方法及數據處理的探討
       如何合理規范的進(jìn)行儀表校準及校準后的數據處理、報告中數據表達呢?
       在對壓力變送器進(jìn)行校準時(shí)，可具體參照JJG882-2004規程的相關(guān)內容。規程規定對儀表需要做兩個(gè)循環(huán)的檢定。正確理解為,在儀表檢定時(shí),兩個(gè)循環(huán)的數據均符合規程要求后,即可判定儀表合格。校準即可參照規程進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的測量或根據實(shí)際情況,進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的測量。但無(wú)論是單次或兩次測量,都必須滿(mǎn)足以下條件:
1)計量標準器的精度必須滿(mǎn)足規程要求,且保證其在有效期內。
2)對計量標準器進(jìn)行必要的核查?，F場(chǎng)校準,由于運輸等諸多原因,可能導致標準器失準,這種現象發(fā)生多數是不可預知的。為保證校準結果的正確性,對計量標準的核查就尤為重要。核查方法是對兩臺套計量標準在出門(mén)前進(jìn)行一次核查,抵達現場(chǎng)實(shí)施校準前，將兩臺套計量標準進(jìn)行比較后，確認計量標準狀態(tài)正常后,再進(jìn)行現場(chǎng)校準工作。
3)單次的校準,通常是針對精度等級較低的儀表。眾所周知,單次測量數據具有一定的隨機性這就要求校準人員能正確地對測量數據進(jìn)行判斷，有效地剔除測量中有可能出現的粗大誤差。
壓力變送器校準后數據處理,可參照JJG875-2005數字壓力計檢定規程中的數據處理方法最為合理,JIG875-2005規程明確規定了測量中數字壓力計正行程與反行程各自獨立的數據處理方法,如圖2所示。

       由于壓力變送器與數字壓力計、壓力傳感器(靜態(tài))同屬于電測量?jì)x器,從理論上到實(shí)際工作中,采用數字壓力計數據處理方法都更為客觀(guān)、正確。
3結束語(yǔ)
       隨著(zhù)我國計量行業(yè)與國外交流合作的加大,對壓力變送器的計量校準也將日趨廣泛。通過(guò)多年的工作經(jīng)驗和對壓力計量檢定規程的理解,提出上述方法,通過(guò)與國內各位專(zhuān)家、同行的探討,定會(huì )形成一個(gè)對儀表校準及數據處理的統一、規范、科學(xué)的方法。