JJF1183-2007《溫度變送器校準(zhǔn)規(guī)范》更適合開展溫度變送器實驗室校準(zhǔn)工作，因現(xiàn)場校準(zhǔn)水平相對不足，不具備較強的可操作性，再加上現(xiàn)場存在較多的儀表，進而為現(xiàn)場校準(zhǔn)一體化溫度變送器開展增加了難度。為便于大家場校準(zhǔn)一體化溫度變送器，昌暉儀表在本文介紹帶傳感器的一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)方法及設(shè)備配置供大家參考。
一體化溫度變送器計量特性
1、測量誤差
開展一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)時，會存在一定的測量誤差，這種誤差主要是將溫度向輸出信號轉(zhuǎn)變時產(chǎn)生的。對于帶傳感器的溫度變送器而言，最大允許誤差主要有兩個來源，一是熱電偶或熱電阻允差，二是信號轉(zhuǎn)換器允差。帶傳感器額溫度變送器可以將測算范圍內(nèi)的最大允許誤差向溫度進行折算，也可以通過輸入量里程的百分?jǐn)?shù)進行表示。
2、安全性能
輸入、輸出端子短接-外殼，適用于二線制溫度變送器，絕緣電阻為20MΩ。輸入端子-輸出端子，絕緣電阻為20MΩ，主要適用于輸入、輸出隔離的溫度變送器，輸入、輸出端子短接-電源端子和電源端子-外殼，適用于四線制溫度變送器，絕緣電阻均為50MΩ。
現(xiàn)場校準(zhǔn)一體化溫度變送器的校準(zhǔn)條件
一體化溫度變送器校準(zhǔn)過程中會應(yīng)用較多的儀器設(shè)備，常見的有以下幾種：
a、便攜式干井爐
便攜式干井爐主要用途是提供穩(wěn)定溫場，溫度范圍在-20～300℃，孔徑為Φ8mm，插入深度為200mm，顯示準(zhǔn)確度為±0.15℃，在垂直溫場上，從均熱塊孔底算起60mm范圍內(nèi)，偏差≤0.3℃，水平溫場≤0.05℃，溫度波動≤0.02℃/15min。
b、直流、交流穩(wěn)壓源
直流、交流穩(wěn)壓源作為直流或溫度校準(zhǔn)儀供電電源，其中直流穩(wěn)壓源允差為±1%，12-48V，交流穩(wěn)壓源功率≥1kw，穩(wěn)定性1%，50Hz，220V。
c、二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計
二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計用于溫度傳感器校準(zhǔn)。
d、過程校驗儀
過程校驗儀的絕對誤差小于被校儀表絕對誤差的(1/3-1/2)，被校儀表輸入信號源，一體化溫度變送器輸出信號的測量標(biāo)準(zhǔn)。儀器選擇過程中，應(yīng)遵循相應(yīng)原則，引入的擴展不確定度應(yīng)小于最大允許誤差絕對值的三分之一。
e、連接導(dǎo)線
連接導(dǎo)線的阻值應(yīng)滿足說明書要求，選擇三線制進行連接時，要最大程度降低線間電阻值的差距。
f、兆歐表
兆歐表主要用于絕緣電阻測量。
g、條件環(huán)境
為降低校準(zhǔn)不確定度，應(yīng)在以下環(huán)境下開展校準(zhǔn)工作，校準(zhǔn)環(huán)境的相對濕度應(yīng)保持在40%RH-70%RH，當(dāng)使用0.5-0.25級溫度變送器時，環(huán)境溫度應(yīng)為(20±5)℃，當(dāng)使用應(yīng)處于0-40℃范圍內(nèi)，0.1-0.2級溫度變送器時，環(huán)境溫度應(yīng)為(20±2)℃。
一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)方法
具體使用時，為保證一體化溫度變送器的精準(zhǔn)性，已經(jīng)對它進行定期的檢查及性能測試。日常檢查環(huán)節(jié)，主要檢查的內(nèi)容包括外觀檢查、內(nèi)部檢查、感溫元件檢查以及溫井檢查。其中，外觀檢查主要是檢查外殼是否存在裂痕、脫漆或者緊固件欠缺等問題；內(nèi)部檢查中主要是檢查連接件、零配件以及元器件是否存在密封不良、斷裂、腐蝕及變形等問題；感溫元件檢查中，分析感溫元件及引線是否清潔完整，金屬電阻絲繞制是否整齊，電阻體導(dǎo)熱片需要與溫度計保護套管內(nèi)壁緊密貼合，保護套管不存在劃痕與缺陷。
除了要做好以上工作，還需要周期性測試溫度變送器的絕緣與計量性能，一般檢驗周期應(yīng)在1年以內(nèi)。在停電的情況下開展絕緣性能測試，將接線拆下后，對絕緣電阻值進行測試。在計量性能檢驗上，可進行帶傳感器檢驗，也可進行不帶傳感器檢驗。前者是向標(biāo)準(zhǔn)溫度源中插入傳感部分，在溫度值變化下，對其輸出電流進行校準(zhǔn)；后者是將傳感元件斷開，通過過程校驗儀與標(biāo)準(zhǔn)電阻源，對溫度變送器信號轉(zhuǎn)換部分進行單獨校準(zhǔn)。具體應(yīng)用環(huán)節(jié)，溫度變送器的傳感元件故障發(fā)生概率較低，不會引入較大誤差，可選擇不帶傳感器的方式進行檢驗。而對于要求較高的場所，為提升檢驗精度，則需要選擇帶傳感器的一體化溫度變送器的檢驗方式。之所以要進行計量性能檢驗，主要是因為存在校準(zhǔn)一體化溫度變送器的測量誤差，所以要對其是否滿足精度要求加以判斷。
第一，校準(zhǔn)點選擇
選擇溫度變送器校準(zhǔn)點時，需要根據(jù)量程均勻分布，通常應(yīng)超過5個點，包括上限值以及下限值等。
第二，一體化溫度變送器校準(zhǔn)前，應(yīng)做出相應(yīng)調(diào)整，將傳感器斷開，將輸入信號改變，從而調(diào)整輸出的上限值與下限值，保證符合理論值。
第三，校準(zhǔn)過程
校準(zhǔn)帶傳感器的一體化溫度送變器時，在測量順序上，可先從下限溫度進行測量，隨后按照自下而上的順序開展測量工作，實際測量時需要在所有試驗點溫度源內(nèi)溫度足夠穩(wěn)定時才進行測量；校準(zhǔn)不帶傳感器溫度變送器時，由下限開始將各被校點信號值平穩(wěn)地輸入，對輸出值進行讀取并準(zhǔn)確記錄，直至上限值，隨后進行輸入信號反方向平穩(wěn)改變，與各個被校點重合，對輸出值進行讀取與準(zhǔn)確記錄，直至下限值。
第四，數(shù)據(jù)處理
誤差計算及結(jié)果測量環(huán)節(jié)，應(yīng)遵循相應(yīng)原則進行數(shù)據(jù)處理，保證小數(shù)點保留位數(shù)應(yīng)比最大允許誤差多一位小數(shù)。
符合性試驗分析
一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)環(huán)節(jié)會存在較多影響因素，無法提供穩(wěn)定的恒溫溫場。并且，與實驗室校準(zhǔn)環(huán)境相比，現(xiàn)場環(huán)境具備較強的不可控性，會出現(xiàn)較大的波動，同時，會在一定程度上對檢測顯示值產(chǎn)生影響，易發(fā)生滯后情況。為有效避免以上問題的出現(xiàn)，使校準(zhǔn)效果更佳準(zhǔn)確，提升工作效率，降低人員工作量，同時在不穩(wěn)定溫場中開展校準(zhǔn)工作，于是形成了一種新的方式，即曲線符合性判定法。向溫度變送器套管中插入二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計，并且還應(yīng)插入變送器的傳感器，使兩者存在相同的插入深度，對變化情況進行觀察，并詳細(xì)記錄，通過相應(yīng)方式，進行系數(shù)計算?，F(xiàn)場試驗環(huán)節(jié)，需要選出兩塊試驗樣本，選用精度較高的溫度變送器，同時保證其測量范圍在0-100℃。試驗樣本選擇完畢后，為與相關(guān)規(guī)范要求相符合，獲得更加準(zhǔn)確的校準(zhǔn)值，應(yīng)先進行相應(yīng)的實驗室校準(zhǔn)。模擬出管道環(huán)境，選擇不穩(wěn)定溫場，校準(zhǔn)過程中獲得測量曲線。在實驗中得出，不穩(wěn)定溫場中，經(jīng)過兩次測量，兩個樣本的誤差分別是-0.15℃、-0.2℃，兩個樣本均符合要求。經(jīng)過實驗得出，測量曲線相關(guān)系數(shù)最小為0.822，不超過這一數(shù)值，即可認(rèn)為儀表符合要求。
除此之外，為了對實驗準(zhǔn)確性進行驗證，應(yīng)多選取不同的變送器進行實驗，如準(zhǔn)確度相同，但量程不同，在實驗室統(tǒng)一場地進行測量，進行校準(zhǔn)結(jié)果比對。為使試驗結(jié)果更具代表性，針對模擬溫場應(yīng)實施多點測試，如果試驗結(jié)果與預(yù)期目標(biāo)吻合，說明校準(zhǔn)結(jié)果可靠性較高。因為這種方式在使用過程中需要進行多次現(xiàn)場試驗，為準(zhǔn)確判斷各個參數(shù)及數(shù)值，需要積極應(yīng)用大數(shù)據(jù)技術(shù)，構(gòu)建試驗數(shù)據(jù)庫，獲得更好的試驗效果。
一體化溫度變送器的調(diào)校
在現(xiàn)場工作校準(zhǔn)環(huán)節(jié)，一體化溫度變送器若出現(xiàn)測量誤差超差、量程漂移及零點漂移等情況，需要做好溫度變送器調(diào)校工作。對于智能型變送器，調(diào)校過程中可應(yīng)用HART手操器。
具體調(diào)校內(nèi)容為：
第一，傳感器微調(diào)，對工廠特性化曲線進行調(diào)整，在特定溫度范圍內(nèi)，使溫度變送器擁有最佳性能。
第二，模擬輸出微調(diào)，對模擬輸出進行調(diào)整，保證與控制回路或工廠標(biāo)準(zhǔn)一致。在變送器上連接數(shù)字式讀數(shù)裝置、手操器及溫度源，實現(xiàn)手操器與變送器間的良好通訊；一個校準(zhǔn)點匹配一個標(biāo)準(zhǔn)溫度信號；對比傳感器溫度與手操器菜單中的過程變量，若兩者存在明顯差異，需要對傳感器做出微調(diào)處理；對比手操器模擬輸出與讀數(shù)裝置中顯示出的數(shù)據(jù)，若兩者存在較大差距，需要進行輸出微調(diào)。
一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)注意事項
一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)過程中，應(yīng)重點關(guān)注以下幾點：
①應(yīng)保證校準(zhǔn)條件滿足實際要求，可以選擇多樣化的方式，保證校準(zhǔn)環(huán)節(jié)的溫度及濕度，從而提升現(xiàn)場校準(zhǔn)質(zhì)量。
②溫度變送器校準(zhǔn)環(huán)節(jié)所應(yīng)用的相關(guān)設(shè)備，可能會因為運輸條件影響存在相應(yīng)誤差，所以，要做好設(shè)備檢測及認(rèn)證工作。
③溫度檢測器使用環(huán)節(jié)，需要對影響因素做出不斷調(diào)整，從而尋求最利于溫度檢測器使用的方式。通過統(tǒng)籌研究各種形式的設(shè)備，同時重點關(guān)注變送器變動情況，實現(xiàn)傳感器與管道的有機結(jié)合，保證檢測平衡性，避免出現(xiàn)較大的變化。
④溫度傳感器具體使用環(huán)節(jié)，可通過曲線性檢驗的方式，對溫度變化過程進行分析。同時，在不規(guī)則情況下，使不同設(shè)備溫度發(fā)生變化。當(dāng)溫度變化超出限值后，可進行標(biāo)準(zhǔn)評定。
⑤對于溫度評測設(shè)備以及校準(zhǔn)設(shè)備而言，溫度與電流量存在較為密切的聯(lián)系，當(dāng)溫度變化后，相應(yīng)的電流量也會發(fā)生變化。詳細(xì)記錄數(shù)據(jù)變動情況的同時，還應(yīng)做出對比分析。站在技術(shù)層面，可以利用電子計算機技術(shù)實現(xiàn)精準(zhǔn)控制，通過對相關(guān)數(shù)據(jù)的采集與分析，得出溫度與電流量間存在的關(guān)系。此外，測量需要與現(xiàn)實需求相符合，測量完成后，對測量數(shù)據(jù)進行深層分析，找出其中存在的細(xì)微差別，實現(xiàn)精準(zhǔn)測量，獲得誤差值。
⑥在數(shù)據(jù)錄入程序中，可以預(yù)先進行電子表格記錄處理，獲得準(zhǔn)確數(shù)據(jù)，并對質(zhì)量變動過程進行了解后，將問題詳細(xì)記錄在表格中，從而為后期工作提供準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)
綜上所述，在當(dāng)前社會環(huán)境下溫度變送器得到廣泛應(yīng)用。校準(zhǔn)工作屬于保證一體化溫度變送器計量性能的一項關(guān)鍵工作，如何提升現(xiàn)場校準(zhǔn)質(zhì)量，保證現(xiàn)場校準(zhǔn)工作良好開展，已經(jīng)成為校準(zhǔn)人員重點關(guān)注的問題。一體化溫度變送器現(xiàn)場校準(zhǔn)環(huán)節(jié)，應(yīng)明確現(xiàn)場校準(zhǔn)條件，科學(xué)選擇使用的設(shè)備，并保證環(huán)境滿足實際需求，還應(yīng)科學(xué)實施校準(zhǔn)方法，達到現(xiàn)場校準(zhǔn)目的。除此之外，還應(yīng)通過符合性試驗分析一體化溫度變送器現(xiàn)場調(diào)校的方式，不斷優(yōu)化現(xiàn)場校準(zhǔn)方式，充分發(fā)揮一體化溫度變送器的實際價值。
作者：曹宇
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