压力变送器
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详细分析压力变送器与压力传感器的差异区别以及选型区别注意

作时间:2018-01-21  来源:  作者:
   
 摘 要:文章介绍了压力变送器、压力传感器的差异性研究及注意事项。
1 前言 在日常的工业生产过程中,我们发现压力变送器及 压力传感器是非常相似的工作用计量器具,都是用于监 测压力并按照一定的规律将压力信号转换成可靠的输出 信号( 主要是电信号) 的器件或装置。它们广泛应用于 水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军 工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。通过 对压力的实时监控,一方面能提高生产工艺水平,产品合 格率得到保障;另一面对使用环境进行监控,避免安全事 故的发生。 由于压力变送器与压力传感器的高度相似性,目前 市场上发现压力变送器、压力传感器混淆的状况,一些压 力器件制造商将原本应是压力传感器的铭牌错误标注成 压力变送器,从而给用户的选型以及计量检定机构工作 的开展带来一定误区,因此针对压力变送器及压力传感 器差异性研究是非常必要的。
 2 主要差异性研究
2. 1 结构原理不同
压力变送器结构原理
压力变送器结构原理:由感压单元、信号处理和转换 单元组成,部分增加了显示单元,是将压力变量转换为可 传送的标准化输出信号的仪表,而且其输出信号与压力 变量之间有一定的连续函数关系( 简称线性关系),根据原理不同可以分为:负压变送器绝对压力变送器
压力传感器结构原理: 由压力敏感元件和信号处理 单元组成,将压力变量按照一定的规律转换成可用的输 出信号( 输出电信号非标准信号) 。
压力传感器结构原理
差异性比较:从结构上分析,压力传感器比压力变送 器少了信号转换单元,因此压力传感器没有标准输出信 号,输出信号可以是种类多样。目前市场上大部分压力 变送器标准输出信号为(4 ~20) mA、 (1 ~5) V,压力传感器 常见的电信号有(0 ~5) V、 (0 ~10) V 等,其中压力传感器的 铭牌标准输出信号不参与计算及判定。
在检测过程中,如果压力变送器输出信号为零,则可 判定接线方式错误,因为接线正确且通电情况下,输出信 号应是在( 4 ~ 20) mA、 ( 1 ~ 5) V 范围内,比如压变起始 量程为 0 MPa 时,那么起始输出信号就应该为4mA 附 近。压力传感器在没有技术文件的指导下,若接线后信 号值为零时,则无法判断是否进入工作状态,因此需多次 尝试接线,且每次接线后需施加一定压力值,通过观察万 用表的信号值是否发生改变,来判定接线方式是否正确。 如果压力传感器与显示单元配套使用,便可视为数 字压力计。
2. 2 准确度等级不同
压力传感器准确度等级: 0. 01 级、 0. 02 级、 0. 05 级、 0. 1 级、 0. 2 级/0. 25 级、 0. 5 级、 1. 0 级、 1. 5 级、 2. 0 级/ 2. 5 级、 4. 0 级。
 压力变送器准确度等级: 0. 05 级、 0. 1 级、 0. 2 级/0. 25 级、 0. 5 级、 1. 0 级、 1. 5 级、 2. 0 级、 2. 5 级。

差异性比较:压力传感器准确度等级优于压力变送 器,在等级划分上也更加宽泛。压力变送器可视作压力 传感器加上信号转换单元组成,在信号回路中,压力变送 器可等效为一只可变电阻,和电源、负载电阻( 包括导线 电阻) 串联在一起。通过改变自身电阻使电路中的电流 在( 4 ~20) mA 范围变化,其电流在放大、补偿以及信号 转换过程中存在一定的不确定性,因此降低了自身的准 确性能。
 2. 3 计算方式不同
压力变送器检定项目涉及外观、密封性、绝缘电阻、 绝缘强度、基本误差、回差、静压影响( 仅适用于差压变 送器) 。
压力传感器检定项目涉及外观、密封性、绝缘电阻、绝 缘强度、基本误差限、重复性、迟滞、线性、零点漂移、周期稳 定性、静压影响(仅适用于差压传感器) 、曲线符合度。
数字压力计原理框图
差异性比较:
( 1) 压力变送器检定以是否满足最大允差作为判定 依据,最大允差以输出量程的百分数表示,即输出量程乘 以压变等级,计算量小且数值固定。压力传感器检定以 是否满足基本误差限作为判定依据,基本误差限同样以 量程输出值的百分数表示,即校准满量程输出为工作特 性所决定的最大输出和最小输出的代数差,依据 JJG 860 -2015,压力传感器的工作直线可采用端点平移法或者 最小二乘法,选用不同的工作直线计算得出的满量程输 出值不同。
 ( 2) 压力变送器检定点基本误差为实际输出值减去 理论输出值。压力传感器不具备理论输出值,基本误差 由重复性和选定直线的系统误差组成,系统误差即检定 点实际输出平均值与选用工作直线的差值,同样选用不 同的工作直线计算得出的基本误差值也不同。
 2. 4 调修方法不一致
压力变送器:
( 1) 扩散硅压力变送器具备零位( Z) 及满度( F 或 S) 电位器,通过反复调整零位及满度,直至 压力变送器示值达到规定要求;
( 2) 部分压力变送器具 备重置功能,找到零位按钮长按几秒,可恢复到初始状 态;( 3) 通过手操器重新标定。
 压力传感器:
绝大部分不能调修,需送原厂更换元 件、重新标定。
3 其他注意事项
( 1) 正确接线后,器件无信号输出。目前许多压力 标准器集供电、数据采集于一身,但是实际供电电压比标 称输出电压偏小,即所谓的“虚压”,这种情况下可以更 换直流稳压电源即可解决问题。例如北京康斯特 273 智 能数字压力校验仪,具备 24V 输出、测量压力值、读数记 录、温度测量、开关测量等功能,当电量不足时, 24V 输出 电压值将会下降。
 ( 2) 参照使用说明书接线后,器件无信号输出。例 ( 左、右图) : 4 个接线端引出 4 根不同颜色导线红蓝黄 白,但实际工人在组装过程中,接线端子引出的导线颜色 对应关系混淆,这种情况下我们直接取下导线,直接在接 线端子上接线测量。
20180121150352.jpg
( 3) 目前很多智能压力变送器都具备 Hart 协议、 BRAIN 协议、 Profibus PA,可以通过手操器指令修改出厂 量程,当我们发现实际数据与铭牌量程不符时,应与客户 取得联系。另外,当发现多个检定点实测值减去标称值 是个固定范围值时,应考虑该器件是否是绝压的。
( 4) 压力变送器的信号端子设置在一个单独舱室 内,测试端子( TEST + - ) 上的电流和信号端子( OUT + -) 上电流一样,电源通过信号端子接到变送器,千万不 要接到测试端子,否则会烧坏测试端子的二极管。
4 结束语
        结合压力变送器及压力传感器检定规程,以及联系 实际工作,可以认为压力变送器是具备标准输出值的压 力传感器,结构上是非常相似的,但是通过上述的研究发 现它们之间差异性是非常大的,我们应加强对它们的分 类了解,予以区分,用正确的方式方法去开展检测工作, 确保数据的可靠准确,让它们在工业生产中发挥应有的 质量控制、安全监控作用。
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