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        詳細分析壓力變送器與壓力傳感器的差異區別以及選型區別注意
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        詳細分析壓力變送器與壓力傳感器的差異區別以及選型區別注意

        時間:2018-01-21
         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。
        1 前言 在日常的工業生產過程中,我們發現壓力變送器及 壓力傳感器是非常相似的工作用計量器具,都是用于監 測壓力并按照一定的規律將壓力信號轉換成可靠的輸出 信號( 主要是電信號) 的器件或裝置。它們廣泛應用于 水利水電、鐵路交通、智能建筑、生產自控、航空航天、軍 工、石化、油井、電力、船舶、機床、管道等眾多行業。通過 對壓力的實時監控,一方面能提高生產工藝水平,產品合 格率得到保障;另一面對使用環境進行監控,避免安全事 故的發生。 由于壓力變送器與壓力傳感器的高度相似性,目前 市場上發現壓力變送器、壓力傳感器混淆的狀況,一些壓 力器件制造商將原本應是壓力傳感器的銘牌錯誤標注成 壓力變送器,從而給用戶的選型以及計量檢定機構工作 的開展帶來一定誤區,因此針對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 結構原理不同
        壓力變送器結構原理
        壓力變送器結構原理:由感壓單元、信號處理和轉換 單元組成,部分增加了顯示單元,是將壓力變量轉換為可 傳送的標準化輸出信號的儀表,而且其輸出信號與壓力 變量之間有一定的連續函數關系( 簡稱線性關系),根據原理不同可以分為:負壓變送器、覺對壓力變送器
        壓力傳感器結構原理: 由壓力敏感元件和信號處理 單元組成,將壓力變量按照一定的規律轉換成可用的輸 出信號( 輸出電信號非標準信號) 。
        壓力傳感器結構原理
        差異性比較:從結構上分析,壓力傳感器比壓力變送 器少了信號轉換單元,因此壓力傳感器沒有標準輸出信 號,輸出信號可以是種類多樣。目前市場上大部分壓力 變送器標準輸出信號為(4 ~20) mA、 (1 ~5) V,壓力傳感器 常見的電信號有(0 ~5) V、 (0 ~10) V 等,其中壓力傳感器的 銘牌標準輸出信號不參與計算及判定。
        在檢測過程中,如果壓力變送器輸出信號為零,則可 判定接線方式錯誤,因為接線正確且通電情況下,輸出信 號應是在( 4 ~ 20) mA、 ( 1 ~ 5) V 范圍內,比如壓變起始 量程為 0 MPa 時,那么起始輸出信號就應該為4mA 附 近。壓力傳感器在沒有技術文件的指導下,若接線后信 號值為零時,則無法判斷是否進入工作狀態,因此需多次 嘗試接線,且每次接線后需施加一定壓力值,通過觀察萬 用表的信號值是否發生改變,來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 字壓力計。
        2. 2 準確度等級不同
        壓力傳感器準確度等級: 0. 01 級、 0. 02 級、 0. 05 級、 0. 1 級、 0. 2 級/0. 25 級、 0. 5 級、 1. 0 級、 1. 5 級、 2. 0 級/ 2. 5 級、 4. 0 級。
         壓力變送器準確度等級: 0. 05 級、 0. 1 級、 0. 2 級/0. 25 級、 0. 5 級、 1. 0 級、 1. 5 級、 2. 0 級、 2. 5 級。

        差異性比較:壓力傳感器準確度等級優于壓力變送 器,在等級劃分上也更加寬泛。壓力變送器可視作壓力 傳感器加上信號轉換單元組成,在信號回路中,壓力變送 器可等效為一只可變電阻,和電源、負載電阻( 包括導線 電阻) 串聯在一起。通過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、補償以及信號 轉換過程中存在一定的不確定性,因此降低了自身的準 確性能。
         2. 3 計算方式不同
        壓力變送器檢定項目涉及外觀、密封性、絕緣電阻、 絕緣強度、基本誤差、回差、靜壓影響( 僅適用于差壓變 送器) 。
        壓力傳感器檢定項目涉及外觀、密封性、絕緣電阻、絕 緣強度、基本誤差限、重復性、遲滯、線性、零點漂移、周期穩 定性、靜壓影響(僅適用于差壓傳感器) 、曲線符合度。
        數字壓力計原理框圖
        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,#大允差以輸出量程的百分數表示,即輸出量程乘 以壓變等級,計算量小且數值固定。壓力傳感器檢定以 是否滿足基本誤差限作為判定依據,基本誤差限同樣以 量程輸出值的百分數表示,即校準滿量程輸出為工作特 性所決定的#大輸出和#小輸出的代數差,依據 JJG 860 -2015,壓力傳感器的工作直線可采用端點平移法或者 #小二乘法,選用不同的工作直線計算得出的滿量程輸 出值不同。
         ( 2) 壓力變送器檢定點基本誤差為實際輸出值減去 理論輸出值。壓力傳感器不具備理論輸出值,基本誤差 由重復性和選定直線的系統誤差組成,系統誤差即檢定 點實際輸出平均值與選用工作直線的差值,同樣選用不 同的工作直線計算得出的基本誤差值也不同。
         2. 4 調修方法不一致
        壓力變送器:
        ( 1) 擴散硅壓力變送器具備零位( Z) 及滿度( F 或 S) 電位器,通過反復調整零位及滿度,直至 壓力變送器示值達到規定要求;
        ( 2) 部分壓力變送器具 備重置功能,找到零位按鈕長按幾秒,可恢復到初始狀 態;( 3) 通過手操器重新標定。
         壓力傳感器:
        絕大部分不能調修,需送原廠更換元 件、重新標定。
        3 其他注意事項
        ( 1) 正確接線后,器件無信號輸出。目前許多壓力 標準器集供電、數據采集于一身,但是實際供電電壓比標 稱輸出電壓偏小,即所謂的“虛壓”,這種情況下可以更 換直流穩壓電源即可解決問題。例如北京康斯特 273 智 能數字壓力校驗儀,具備 24V 輸出、測量壓力值、讀數記 錄、溫度測量、開關測量等功能,當電量不足時, 24V 輸出 電壓值將會下降。
         ( 2) 參照使用說明書接線后,器件無信號輸出。例 ( 左、右圖) : 4 個接線端引出 4 根不同顏色導線紅藍黃 白,但實際工人在組裝過程中,接線端子引出的導線顏色 對應關系混淆,這種情況下我們直接取下導線,直接在接 線端子上接線測量。
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        ( 3) 目前很多智能壓力變送器都具備 Hart 協議、 BRAIN 協議、 Profibus PA,可以通過手操器指令修改出廠 量程,當我們發現實際數據與銘牌量程不符時,應與客戶 取得聯系。另外,當發現多個檢定點實測值減去標稱值 是個固定范圍值時,應考慮該器件是否是絕壓的。
        ( 4) 壓力變送器的信號端子設置在一個單好艙室 內,測試端子( TEST + - ) 上的電流和信號端子( OUT + -) 上電流一樣,電源通過信號端子接到變送器,千萬不 要接到測試端子,否則會燒壞測試端子的二極管。
        4 結束語
                結合壓力變送器及壓力傳感器檢定規程,以及聯系 實際工作,可以認為壓力變送器是具備標準輸出值的壓 力傳感器,結構上是非常相似的,但是通過上述的研究發 現它們之間差異性是非常大的,我們應加強對它們的分 類了解,予以區分,用正確的方式方法去開展檢測工作, 確保數據的可靠準確,讓它們在工業生產中發揮應有的 質量控制、安全監控作用。
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