摘 要:文章介紹了壓力變送器、壓力傳感器的差異性研究及注意事項(xiàng)。
1 前言 在日常的工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，我們發(fā)現(xiàn)壓力變送器及 壓力傳感器是非常相似的工作用計(jì)量器具，都是用于監(jiān) 測(cè)壓力并按照一定的規(guī)律將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可靠的輸出 信號(hào)( 主要是電信號(hào)) 的器件或裝置。它們廣泛應(yīng)用于 水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產(chǎn)自控、航空航天、軍 工、石化、油井、電力、船舶、機(jī)床、管道等眾多行業(yè)。通過(guò) 對(duì)壓力的實(shí)時(shí)監(jiān)控，一方面能提高生產(chǎn)工藝水平，產(chǎn)品合 格率得到保障;另一面對(duì)使用環(huán)境進(jìn)行監(jiān)控，避免安全事 故的發(fā)生。 由于壓力變送器與壓力傳感器的高度相似性，目前 市場(chǎng)上發(fā)現(xiàn)壓力變送器、壓力傳感器混淆的狀況，一些壓 力器件制造商將原本應(yīng)是壓力傳感器的銘牌錯(cuò)誤標(biāo)注成 壓力變送器，從而給用戶的選型以及計(jì)量檢定機(jī)構(gòu)工作 的開(kāi)展帶來(lái)一定誤區(qū)，因此針對(duì)壓力變送器及壓力傳感 器差異性研究是非常必要的。
2 主要差異性研究
2. 1 結(jié)構(gòu)原理不同
2. 1 結(jié)構(gòu)原理不同
壓力變送器結(jié)構(gòu)原理:由感壓?jiǎn)卧�、信�?hào)處理和轉(zhuǎn)換 單元組成，部分增加了顯示單元，是將壓力變量轉(zhuǎn)換為可 傳送的標(biāo)準(zhǔn)化輸出信號(hào)的儀表，而且其輸出信號(hào)與壓力 變量之間有一定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系( 簡(jiǎn)稱(chēng)線性關(guān)系)，根據(jù)原理不同可以分為：負(fù)壓變送器、覺(jué)對(duì)壓力變送器
壓力傳感器結(jié)構(gòu)原理: 由壓力敏感元件和信號(hào)處理 單元組成，將壓力變量按照一定的規(guī)律轉(zhuǎn)換成可用的輸 出信號(hào)( 輸出電信號(hào)非標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)) 。
差異性比較:從結(jié)構(gòu)上分析，壓力傳感器比壓力變送 器少了信號(hào)轉(zhuǎn)換單元，因此壓力傳感器沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)輸出信 號(hào)，輸出信號(hào)可以是種類(lèi)多樣。目前市場(chǎng)上大部分壓力 變送器標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)為(4 ～20) mA、 (1 ～5) V，壓力傳感器 常見(jiàn)的電信號(hào)有(0 ～5) V、 (0 ～10) V 等，其中壓力傳感器的 銘牌標(biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)不參與計(jì)算及判定。
在檢測(cè)過(guò)程中，如果壓力變送器輸出信號(hào)為零，則可 判定接線方式錯(cuò)誤，因?yàn)榻泳�正確且通電情況下，輸出信 號(hào)應(yīng)是在( 4 ～ 20) mA、 ( 1 ～ 5) V 范圍內(nèi)，比如壓變起始 量程為 0 MPa 時(shí)，那么起始輸出信號(hào)就應(yīng)該為4mA 附 近。壓力傳感器在沒(méi)有技術(shù)文件的指導(dǎo)下，若接線后信 號(hào)值為零時(shí)，則無(wú)法判斷是否進(jìn)入工作狀態(tài)，因此需多次 嘗試接線，且每次接線后需施加一定壓力值，通過(guò)觀察萬(wàn) 用表的信號(hào)值是否發(fā)生改變，來(lái)判定接線方式是否正確。 如果壓力傳感器與顯示單元配套使用，便可視為數(shù) 字壓力計(jì)。
2. 2 準(zhǔn)確度等級(jí)不同
壓力傳感器準(zhǔn)確度等級(jí): 0. 01 級(jí)、 0. 02 級(jí)、 0. 05 級(jí)、 0. 1 級(jí)、 0. 2 級(jí)/0. 25 級(jí)、 0. 5 級(jí)、 1. 0 級(jí)、 1. 5 級(jí)、 2. 0 級(jí)/ 2. 5 級(jí)、 4. 0 級(jí)。
壓力變送器準(zhǔn)確度等級(jí): 0. 05 級(jí)、 0. 1 級(jí)、 0. 2 級(jí)/0. 25 級(jí)、 0. 5 級(jí)、 1. 0 級(jí)、 1. 5 級(jí)、 2. 0 級(jí)、 2. 5 級(jí)。
差異性比較:壓力傳感器準(zhǔn)確度等級(jí)優(yōu)于壓力變送 器，在等級(jí)劃分上也更加寬泛。壓力變送器可視作壓力 傳感器加上信號(hào)轉(zhuǎn)換單元組成，在信號(hào)回路中，壓力變送 器可等效為一只可變電阻，和電源、負(fù)載電阻( 包括導(dǎo)線 電阻) 串聯(lián)在一起。通過(guò)改變自身電阻使電路中的電流 在( 4 ～20) mA 范圍變化，其電流在放大、補(bǔ)償以及信號(hào) 轉(zhuǎn)換過(guò)程中存在一定的不確定性，因此降低了自身的準(zhǔn) 確性能。
2. 3 計(jì)算方式不同
壓力變送器檢定項(xiàng)目涉及外觀、密封性、絕緣電阻、 絕緣強(qiáng)度、基本誤差、回差、靜壓影響( 僅適用于差壓變 送器) 。
壓力傳感器檢定項(xiàng)目涉及外觀、密封性、絕緣電阻、絕 緣強(qiáng)度、基本誤差限、重復(fù)性、遲滯、線性、零點(diǎn)漂移、周期穩(wěn) 定性、靜壓影響(僅適用于差壓傳感器) 、曲線符合度。
差異性比較:
( 1) 壓力變送器檢定以是否滿足#大允差作為判定 依據(jù)，#大允差以輸出量程的百分?jǐn)?shù)表示，即輸出量程乘 以壓變等級(jí)，計(jì)算量小且數(shù)值固定。壓力傳感器檢定以 是否滿足基本誤差限作為判定依據(jù)，基本誤差限同樣以 量程輸出值的百分?jǐn)?shù)表示，即校準(zhǔn)滿量程輸出為工作特 性所決定的#大輸出和#小輸出的代數(shù)差，依據(jù) JJG 860 －2015，壓力傳感器的工作直線可采用端點(diǎn)平移法或者 #小二乘法，選用不同的工作直線計(jì)算得出的滿量程輸 出值不同。
( 2) 壓力變送器檢定點(diǎn)基本誤差為實(shí)際輸出值減去 理論輸出值。壓力傳感器不具備理論輸出值，基本誤差 由重復(fù)性和選定直線的系統(tǒng)誤差組成，系統(tǒng)誤差即檢定 點(diǎn)實(shí)際輸出平均值與選用工作直線的差值，同樣選用不 同的工作直線計(jì)算得出的基本誤差值也不同。
( 1) 壓力變送器檢定以是否滿足#大允差作為判定 依據(jù)，#大允差以輸出量程的百分?jǐn)?shù)表示，即輸出量程乘 以壓變等級(jí)，計(jì)算量小且數(shù)值固定。壓力傳感器檢定以 是否滿足基本誤差限作為判定依據(jù)，基本誤差限同樣以 量程輸出值的百分?jǐn)?shù)表示，即校準(zhǔn)滿量程輸出為工作特 性所決定的#大輸出和#小輸出的代數(shù)差，依據(jù) JJG 860 －2015，壓力傳感器的工作直線可采用端點(diǎn)平移法或者 #小二乘法，選用不同的工作直線計(jì)算得出的滿量程輸 出值不同。
( 2) 壓力變送器檢定點(diǎn)基本誤差為實(shí)際輸出值減去 理論輸出值。壓力傳感器不具備理論輸出值，基本誤差 由重復(fù)性和選定直線的系統(tǒng)誤差組成，系統(tǒng)誤差即檢定 點(diǎn)實(shí)際輸出平均值與選用工作直線的差值，同樣選用不 同的工作直線計(jì)算得出的基本誤差值也不同。
2. 4 調(diào)修方法不一致
壓力變送器:
壓力變送器:
( 1) 擴(kuò)散硅壓力變送器具備零位( Z) 及滿度( F 或 S) 電位器，通過(guò)反復(fù)調(diào)整零位及滿度，直至 壓力變送器示值達(dá)到規(guī)定要求;
( 2) 部分壓力變送器具 備重置功能，找到零位按鈕長(zhǎng)按幾秒，可恢復(fù)到初始狀 態(tài);( 3) 通過(guò)手操器重新標(biāo)定。
( 2) 部分壓力變送器具 備重置功能，找到零位按鈕長(zhǎng)按幾秒，可恢復(fù)到初始狀 態(tài);( 3) 通過(guò)手操器重新標(biāo)定。
壓力傳感器:
絕大部分不能調(diào)修，需送原廠更換元 件、重新標(biāo)定。
3 其他注意事項(xiàng)
( 1) 正確接線后，器件無(wú)信號(hào)輸出。目前許多壓力 標(biāo)準(zhǔn)器集供電、數(shù)據(jù)采集于一身，但是實(shí)際供電電壓比標(biāo) 稱(chēng)輸出電壓偏小，即所謂的“虛壓”，這種情況下可以更 換直流穩(wěn)壓電源即可解決問(wèn)題。例如北京康斯特 273 智 能數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，具備 24V 輸出、測(cè)量壓力值、讀數(shù)記 錄、溫度測(cè)量、開(kāi)關(guān)測(cè)量等功能，當(dāng)電量不足時(shí)， 24V 輸出 電壓值將會(huì)下降。
( 1) 正確接線后，器件無(wú)信號(hào)輸出。目前許多壓力 標(biāo)準(zhǔn)器集供電、數(shù)據(jù)采集于一身，但是實(shí)際供電電壓比標(biāo) 稱(chēng)輸出電壓偏小，即所謂的“虛壓”，這種情況下可以更 換直流穩(wěn)壓電源即可解決問(wèn)題。例如北京康斯特 273 智 能數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，具備 24V 輸出、測(cè)量壓力值、讀數(shù)記 錄、溫度測(cè)量、開(kāi)關(guān)測(cè)量等功能，當(dāng)電量不足時(shí)， 24V 輸出 電壓值將會(huì)下降。
( 2) 參照使用說(shuō)明書(shū)接線后，器件無(wú)信號(hào)輸出。例 ( 左、右圖) : 4 個(gè)接線端引出 4 根不同顏色導(dǎo)線紅藍(lán)黃 白，但實(shí)際工人在組裝過(guò)程中，接線端子引出的導(dǎo)線顏色 對(duì)應(yīng)關(guān)系混淆，這種情況下我們直接取下導(dǎo)線，直接在接 線端子上接線測(cè)量。
( 3) 目前很多智能壓力變送器都具備 Hart 協(xié)議、 BＲAIN 協(xié)議、 Profibus PA，可以通過(guò)手操器指令修改出廠 量程，當(dāng)我們發(fā)現(xiàn)實(shí)際數(shù)據(jù)與銘牌量程不符時(shí)，應(yīng)與客戶 取得聯(lián)系。另外，當(dāng)發(fā)現(xiàn)多個(gè)檢定點(diǎn)實(shí)測(cè)值減去標(biāo)稱(chēng)值 是個(gè)固定范圍值時(shí)，應(yīng)考慮該器件是否是絕壓的。
( 4) 壓力變送器的信號(hào)端子設(shè)置在一個(gè)單好艙室 內(nèi)，測(cè)試端子( TEST + － ) 上的電流和信號(hào)端子( OUT + －) 上電流一樣，電源通過(guò)信號(hào)端子接到變送器，千萬(wàn)不 要接到測(cè)試端子，否則會(huì)燒壞測(cè)試端子的二極管。
4 結(jié)束語(yǔ)
結(jié)合壓力變送器及壓力傳感器檢定規(guī)程，以及聯(lián)系 實(shí)際工作，可以認(rèn)為壓力變送器是具備標(biāo)準(zhǔn)輸出值的壓 力傳感器，結(jié)構(gòu)上是非常相似的，但是通過(guò)上述的研究發(fā) 現(xiàn)它們之間差異性是非常大的，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)它們的分 類(lèi)了解，予以區(qū)分，用正確的方式方法去開(kāi)展檢測(cè)工作， 確保數(shù)據(jù)的可靠準(zhǔn)確，讓它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的 質(zhì)量控制、安全監(jiān)控作用。
結(jié)合壓力變送器及壓力傳感器檢定規(guī)程，以及聯(lián)系 實(shí)際工作，可以認(rèn)為壓力變送器是具備標(biāo)準(zhǔn)輸出值的壓 力傳感器，結(jié)構(gòu)上是非常相似的，但是通過(guò)上述的研究發(fā) 現(xiàn)它們之間差異性是非常大的，我們應(yīng)加強(qiáng)對(duì)它們的分 類(lèi)了解，予以區(qū)分，用正確的方式方法去開(kāi)展檢測(cè)工作， 確保數(shù)據(jù)的可靠準(zhǔn)確，讓它們?cè)诠I(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮應(yīng)有的 質(zhì)量控制、安全監(jiān)控作用。
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