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。當前對其進行計量校準成為計量檢測部門現場在線檢測的最主要方法。本文通過參照相關國家計量檢定規程、計量校準規范和多年實際工作經驗,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、規范性和科學性。
       壓力變送器(以下簡稱儀器)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系。主要用于工業過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,在工業發達國家,已經得到廣泛的應用。在我國雖然起步較晚,但因其在實際工作中所體現出的客觀正確性和靈活高效性等特點,目前已得到了我國的計量檢測行業從業人員的普遍認可,同時國家也加大了計量校準行業的建設,目前全國通過國家認可委批準的檢測校準機構的數量已經超過1萬家。自2002年起，國家質檢總局新頒布的法定計量技術文件全部是以校準規范形式出現的,足以說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題來源
       近年來,隨著工業發展和生產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實施校準。
       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,證書報告中雖然不判定合格與否,但必須明確測量點的客觀數據及測量不確定度。國家有關部門也沒有出臺相關的技術文件來規范此類校準行為。如此一來,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。將所見對壓力變送器進行校準及數據處理的方法歸納分類如下:
1)僅對儀表上行程進行一次校準而省略下行程校準的;
2)是對壓力變送器上、下行程進行一個循環的校準后,在數據處理時,對上、下行程校準數據進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。

這兩類校準和數據處理方法都是不妥的:
      第1類校準方法中未作下行程的校準,從而無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)的技術參數,是直接反應儀表產品質量的重要的指標之一。儀表在測量過程中,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,在實際校準中，可根據被校儀表的精度及客戶要求等因素，必須對儀器上、下行程進行至少一個循環的校準。
第2類數據的校準符合要求,但對其校準的數據處理過程中將.上、下行程測量進行了平均值處理,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,不僅是不必要的,更是不正確的,從圖1中不難看出,這樣進行數據處理的方法,顯然失去了測量地客觀正確。
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?
       在對壓力變送器進行校準時，可具體參照JJG882-2004規程的相關內容。規程規定對儀表需要做兩個循環的檢定。正確理解為,在儀表檢定時,兩個循環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行兩個循環的測量或根據實際情況,進行一個循環的測量。但無論是單次或兩次測量,都必須滿足以下條件:
1)計量標準器的精度必須滿足規程要求,且保證其在有效期內。
2)對計量標準器進行必要的核查。現場校準,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前進行一次核查,抵達現場實施校準前，將兩臺套計量標準進行比較后，確認計量標準狀態正常后,再進行現場校準工作。
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)同屬于電測量儀器,從理論上到實際工作中,采用數字壓力計數據處理方法都更為客觀、正確。
3結束語
       隨著我國計量行業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。通過多年的工作經驗和對壓力計量檢定規程的理解,提出上述方法,通過與國內各位專家、同行的探討,定會形成一個對儀表校準及數據處理的統一、規范、科學的方法。