壓力變送器已普遍應(yīng)用于過程工業(yè)，各壓力變送器廠家的新型壓力變送器的精度等級越來越高。昌暉儀表在次提醒用戶：宣傳中的精度指標(biāo)有時僅陳述部分事實(shí)，它僅包括總體精度的一部分因素，會影響實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中您對壓力變送器總體精度的期待。

在本文中，昌暉儀表將分析一些主流壓力變送器的精度指標(biāo)和總體精度受影響的部分因素，例如重設(shè)量程、環(huán)境溫度、安裝位置、靜壓、長期漂移、振動和供電等，簡要地說明這些因素以及它們的含義。



背景介紹
昌暉儀表看到一些壓力變送器的指標(biāo)參數(shù)大玩“文字游戲”，宣傳文案的精度數(shù)據(jù)僅陳述了部分事實(shí)。也就是說，只是列出了許多應(yīng)當(dāng)考慮的影響精度因素中的一個或幾個而言，并非全部。在一些情況下，這些宣傳可能造成誤導(dǎo)，讓您錯誤地認(rèn)為實(shí)際應(yīng)用中壓力變送器總體精度就是宣傳資料中的壓力變送器精度。

這種情況可能是因?yàn)閴毫ψ兯推鲝S家大搞精度競賽，一些廠商注明了一個“總體的”精度參數(shù)印在產(chǎn)品宣傳冊封面上，同時發(fā)布在官網(wǎng)上進(jìn)行宣傳。但只有在用戶手冊中可以找到全部的指標(biāo)參數(shù)。

通常，在考慮壓力變送器總體精度時，一般需要考慮影響壓力變送器精度的因素。

如上所述，本文將回顧一些主流壓力變送器的指標(biāo)參數(shù)，讓您了解需要考慮和注意的一類重要因素。此外，昌暉儀表將列出一些影響壓力變送器精度的因素。

由于變送器的精度會影響校驗(yàn)設(shè)備的精度，因此昌暉儀表也會得到客戶反饋的精度問題。校驗(yàn)儀肯定比校準(zhǔn)的變送器更精確，但對于這兩者之間的精度比率，大家應(yīng)是各有不同。無論如何，您應(yīng)該注意校準(zhǔn)總體不確定度，并在校準(zhǔn)過程中進(jìn)行記錄。

應(yīng)根據(jù)工業(yè)過程的要求去選擇壓力變送器的允差，而不是根據(jù)安裝在現(xiàn)場的壓力變送器指標(biāo)去選擇。

壓力變送器總體精度影響因素
1、參考精度
在壓力變送器廠家產(chǎn)品宣傳手冊或網(wǎng)站上，通常會有單獨(dú)及有限的精度聲明。它可能稱為“參考精度”或類似的措辭，但這僅包括了部分影響精度的因素，而不是全部。比如它僅包括了非線性，遲滯和重復(fù)性。

這個“最佳精度”未考慮到實(shí)際中所有影響精度的因素(安裝位置，環(huán)境溫度等)。因此，不要認(rèn)為壓力變送器安裝到工業(yè)流程中后，便可以在實(shí)際應(yīng)用中實(shí)現(xiàn)這一精度，在文章《為什么大量程比壓力變送器實(shí)際使用精度往往比指標(biāo)精度低》就談到這個問題。

對于高精度的壓力變送器而言，“最佳精度”可能是壓力量程的0.04%或0.025%。

2、不同的壓力量程
最佳(參考)精度一般僅針對幾個壓力量程段，而不是壓力滿量程。并且，它可能隨著不同的壓力類型而變化，即絕對量程不一定等于滿量程。對于不同量程而言，精度指標(biāo)可能翻一倍或兩倍。因此，確保您知道您所使用的壓力量程/型號所對應(yīng)的精度。

3、重調(diào)量程
HART智能壓力變送器可以以任意比例重調(diào)它的精度量程。通?？梢园?00:1或更高的調(diào)節(jié)比重調(diào)壓力變送器的量程。精度指標(biāo)一般會給定滿量程或一個有限的調(diào)節(jié)比。

如果將HART智能壓力變送器的量程重調(diào)到小于滿量程，則精度指標(biāo)通常會降低。因此，如果將壓力變送器的量程重調(diào)到小于最大量程，您就需要確認(rèn)產(chǎn)生了多少的精度誤差。

4、環(huán)境溫度影響
大多數(shù)在使用過程中的壓力變送器處于不斷變化的環(huán)境條件下。同樣，壓力介質(zhì)溫度在使用過程中可能會大幅變化。與大多數(shù)測量設(shè)備一樣，壓力變送器通常具有某種溫度系數(shù)，即取決于環(huán)境溫度影響精度的因素。這種取決于溫度的特性似乎常用一種難以理解的表達(dá)方式指明。但是要試著理解這一點(diǎn)，如果您無法弄清楚這一特性，請咨詢壓力變送器廠家。

對于不同的壓力變送器而言，它可能從量程的0.01%到0.5%之間變化。最差的壓力型號所指明的溫度影響可能超過量程的1%。如果使用過程中的溫度變化幅度很大，那么您應(yīng)該考慮到這一點(diǎn)。

5、靜壓影響
差壓變送器可在管路靜壓條件下使用。這意味著兩個輸入端都有一定的壓力，差壓變送器測量的是兩個輸入端之間的差值。它不同于在大氣壓條件下測量壓力的變送器或在完全真空條件下測量絕對壓力的變送器。

理想差壓變送器只能測量輸入端之間的差值，但靜態(tài)管路壓力實(shí)際上會對輸出產(chǎn)生一定的影響。如果兩個輸入端都處于大氣壓下，則壓差自然為零。同樣，如果對兩個輸入端施加相同的壓力(比如說50bar/psi)，則壓差仍為零。實(shí)際上，靜壓會對變送器的輸出產(chǎn)生一定的影響。因此，當(dāng)靜壓變化時，差壓變送器輸出也會發(fā)生輕微變化。昌暉儀表在文章《深度了解差壓變送器的靜壓影響》中深入探討過這個問題。

靜壓影響通常從量程的0.025%到0.4%不等，具體取決于差壓變送器型號。

靜壓一般主要改變差壓變送器的零位，而不會對測量滿量程產(chǎn)生顯著影響。因此，在校驗(yàn)過程中，可以對兩個輸入端施加相同壓力(高壓或低壓)后，觀察差壓變送器零位的變化值，從而驗(yàn)證這一影響。
管路壓力也可能對差壓變送器的測量范圍產(chǎn)生一定的影響，這會增加操作和校驗(yàn)難度。它需要采用一種差壓標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行校準(zhǔn)。

6、長期穩(wěn)定性
隨著時間的推移，所有測量設(shè)備將逐漸喪失精度。有些增加，有些減少。壓力變送器也同樣如此。一些壓力變送器擁有一年穩(wěn)定性保證，有些甚至達(dá)到5年或10年或更長時間。

舉個例子，參考精度為0.04%量程的壓力變送器，其年穩(wěn)定性可以達(dá)到0.2%量程。對于其他一些型號，0.2%量程穩(wěn)定性可以有效達(dá)到5年甚至10年。

昌暉儀表發(fā)現(xiàn)最佳型號其年穩(wěn)定性可以低至0.01%量程。

根據(jù)壓力變送器的重新校準(zhǔn)頻率，您應(yīng)該考慮長期穩(wěn)定性影響，因?yàn)閴毫ψ兯推骺赡茉谶M(jìn)行下次重新校準(zhǔn)(和可能的調(diào)校)之前發(fā)生大幅漂移。

7、安裝位置(方向)影響
安裝位置通常會影響壓力變送器的精度。大多數(shù)壓力變送器都會指定安裝位置。

更改安裝方向一般會導(dǎo)致壓力變送器零位變化，但不會影響測量滿量程的精度。實(shí)際上，壓力變送器的安裝方向在正常使用期間不會變化。在車間校準(zhǔn)完壓力變送器，再安裝到工業(yè)流程程中時，或從工業(yè)流程中拆下壓力變送器進(jìn)行重新校準(zhǔn)時，應(yīng)考慮安裝位置這一因素。

當(dāng)然，如果變送器是遠(yuǎn)傳差壓式，毛細(xì)管的安裝位置將對零值產(chǎn)生很大的影響。同樣，這并不是一個在正常使用過程中不會改變的東西。如果遠(yuǎn)傳差壓變送器從安裝位置拆下，則可能會對校準(zhǔn)造成影響。

8、振動影響
許多壓力變送器都指明了振動影響。當(dāng)然，只有當(dāng)壓力變送器安裝在振動位置時才需要考慮這一點(diǎn)。振動對精度的影響通常較小，例如為“小于0.1%的量程”。

9、供電影響
未接入外部電源時，兩線制壓力變送器無法工作。常用電源為24VDC電源。壓力變送器通?？梢栽谳^寬的電源電壓范圍內(nèi)工作，甚至可以降至10 VDC，但是，當(dāng)電源電壓在運(yùn)行過程中發(fā)生變化時，它對壓力變送器的精度影響很小。例如可以指定為“電源電壓每1V會產(chǎn)生小于0.01%測量范圍的變化”。實(shí)際上，當(dāng)電源可以正常使用時，一般不會有問題。

10、總體精度指標(biāo)
一些壓力變送器總體精度的指標(biāo)參數(shù)包含了多個常見的影響精度的因素，包括上面提到的“參考精度”和環(huán)境溫度影響以及靜態(tài)/管路壓力影響。這種總體精度更易掌握，因?yàn)樗咏鼔毫ψ兯推骺梢詫?shí)現(xiàn)的精度。

例如，“總體精度”指標(biāo)可以是量程的0.14%，而參考值是0.04%。因此，一旦包括溫度和管路壓力影響，參考精度就會乘以3-4。
舉另一個例子是有0.075%的量程參考精度，當(dāng)考慮溫度影響時，精度降低到0.2%的量程，當(dāng)進(jìn)一步考慮靜壓影響時，精度降低到0.3%的量程。

如果壓力變送器總體精度的指標(biāo)參數(shù)已明確，這有助于您深入了解實(shí)際中可以實(shí)現(xiàn)的精度類型。即使這些總體精度通常會缺少本文列出的一些因素。

11、使用過程中受污染
在使用壓力變送器測量壓力時，存在變送器的薄膜會被壓力介質(zhì)或一些污垢污染的風(fēng)險。此類污染會嚴(yán)重影響壓力變送器的精度。
當(dāng)然，這不是明確指出的東西，但是在正常使用中也算得上很大的風(fēng)險，特別是當(dāng)您決定再校準(zhǔn)周期很長(例如數(shù)年之久)時更是如此。因此，除了壓力變送器的長期漂移指標(biāo)參數(shù)外，還需要在風(fēng)險分析中考慮這一點(diǎn)。

如果壓力變送器變得很臟并開始出現(xiàn)重大測量誤差，您一般會在測量結(jié)果中發(fā)現(xiàn)這一點(diǎn)。但是，如果只是出現(xiàn)細(xì)微誤差，則在正常使用中難以注意到這一點(diǎn)。

最佳和最差示例
將上述不同的精度指標(biāo)參數(shù)總結(jié)在一起后，您將得出在實(shí)際中可實(shí)現(xiàn)的真實(shí)的壓力變送器總體精度指標(biāo)。通常來說，當(dāng)您結(jié)合獨(dú)立的不確定度因素時，常用的方法是使用“平方根之和”(RSS)法。在最極端的情況下是只將所有因素直接加起來求和。從統(tǒng)計學(xué)角度出發(fā)，所有因素不太可能同時處在同一方向上。因此，可以使用這種統(tǒng)計學(xué)RSS法。

為了總結(jié)最佳的情況，我們應(yīng)選擇所有影響壓力變送器總體精度最小的因素，而忽略非相關(guān)因素。對于最極端的情況，我們應(yīng)將所有影響精度的因素取最大值，并假設(shè)它們都是存在的。

最佳精度
為了找出最佳精度，我們運(yùn)用了以下假設(shè)：
①選擇最佳的參考精度
②選擇最精確的型號和量程
③不要重調(diào)量程->對準(zhǔn)確性無影響
④在一個接近環(huán)境溫度的有限溫度范圍內(nèi)使用變送器
④選擇最小的溫度影響
⑤假設(shè)無靜壓/管路壓力影響(用于壓力表測量)→無影響
⑥假設(shè)沒有振動影響→無影響
⑦假設(shè)供電良好→無影響
⑧含一年期漂移

在檢查一些不同壓力變送器的指標(biāo)后，我們可以找到的最小組合精度可以降低至0.15%的量程左右。對于大多數(shù)壓力變送器廠家的產(chǎn)品，其最佳精度似乎是它的兩倍左右，約為0.3%的量程。許多型號的最佳精度要更高。

最差精度
為了找出最差精度，我們運(yùn)用了以下假設(shè)：
①選擇精度指標(biāo)最高的型號/壓力量程
②假設(shè)正在重調(diào)量程
③采用溫度影響較大的量程
④假設(shè)使用靜壓/管路壓力
⑤假設(shè)振動影響較小
⑥假設(shè)供電影響較小
⑦含一年期漂移

再看下不同的指標(biāo)，結(jié)合這些最差精度指標(biāo)參數(shù)后，我們用精度最高的壓力變送器，其最差精度約為1%-1.5%的量程精度。但是，這一數(shù)字在一些型號的變送器中可能更高。

總結(jié)
如前所述，壓力變送器是精度極高的儀表。無論如何，請最好仔細(xì)閱讀精度規(guī)格，包括可以影響精度的不同因素。特別是當(dāng)市場上或其他資料中僅提到的“參考精度”這一精度時，這一點(diǎn)更容易被忽略。

本文旨在加深您對在實(shí)際中影響壓力變送器總體精度的因素的了解程度。當(dāng)然，不單單是壓力變送器，所有測量設(shè)備也是這種情況。建議您閱讀所有指標(biāo)參數(shù)，包括所有帶有小字體的標(biāo)注。

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