壓力變送器校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理探討

摘要:壓力變送器是遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)壓力參數(shù)最主要的儀器之一。當(dāng)前對(duì)其進(jìn)行計(jì)量校準(zhǔn)成為計(jì)量檢測(cè)部門現(xiàn)場(chǎng)在線檢測(cè)的最主要方法。本文通過(guò)參照相關(guān)國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程、計(jì)量校準(zhǔn)規(guī)范和多年實(shí)際工作經(jīng)驗(yàn),針對(duì)對(duì)壓力變送器校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理方法的探討,從而確定本文對(duì)校準(zhǔn)及數(shù)字處理方法的統(tǒng)一性、規(guī)范性和科學(xué)性。
       壓力變送器(以下簡(jiǎn)稱儀器)是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)準(zhǔn)電信號(hào)輸出的儀表,其電信號(hào)輸出與壓力變量之間存在連續(xù)函數(shù)關(guān)系。主要用于工業(yè)過(guò)程壓力參數(shù)的測(cè)量和控制。
計(jì)量校準(zhǔn)作為一種新的檢測(cè)方法,在工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家,已經(jīng)得到廣泛的應(yīng)用。在我國(guó)雖然起步較晚,但因其在實(shí)際工作中所體現(xiàn)出的客觀正確性和靈活高效性等特點(diǎn),目前已得到了我國(guó)的計(jì)量檢測(cè)行業(yè)從業(yè)人員的普遍認(rèn)可,同時(shí)國(guó)家也加大了計(jì)量校準(zhǔn)行業(yè)的建設(shè),目前全國(guó)通過(guò)國(guó)家認(rèn)可委批準(zhǔn)的檢測(cè)校準(zhǔn)機(jī)構(gòu)的數(shù)量已經(jīng)超過(guò)1萬(wàn)家。自2002年起，國(guó)家質(zhì)檢總局新頒布的法定計(jì)量技術(shù)文件全部是以校準(zhǔn)規(guī)范形式出現(xiàn)的,足以說(shuō)明計(jì)量校準(zhǔn)在量值傳遞體系中的地位。計(jì)量校準(zhǔn)已成為我國(guó)與國(guó)際接軌中最普遍、最重要的方法之一。
1儀器校準(zhǔn)方法及數(shù)據(jù)處理問(wèn)題來(lái)源
       近年來(lái),隨著工業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)的需要以及計(jì)量校準(zhǔn)方法的采用,大批量的儀表都需要到現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施校準(zhǔn)。
       壓力變送器的校準(zhǔn)依據(jù)主要參照J(rèn)JC882-2004計(jì)量檢定規(guī)程,規(guī)程中雖然對(duì)儀表的檢定內(nèi)容作了詳細(xì)的規(guī)定,但計(jì)量校準(zhǔn)不同于檢定,證書報(bào)告中雖然不判定合格與否,但必須明確測(cè)量點(diǎn)的客觀數(shù)據(jù)及測(cè)量不確定度。國(guó)家有關(guān)部門也沒(méi)有出臺(tái)相關(guān)的技術(shù)文件來(lái)規(guī)范此類校準(zhǔn)行為。如此一來(lái),各計(jì)量機(jī)構(gòu)在校準(zhǔn)方法、數(shù)據(jù)處理及報(bào)告上就出現(xiàn)了不同的版本。將所見(jiàn)對(duì)壓力變送器進(jìn)行校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理的方法歸納分類如下:
1)僅對(duì)儀表上行程進(jìn)行一次校準(zhǔn)而省略下行程校準(zhǔn)的;
2)是對(duì)壓力變送器上、下行程進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的校準(zhǔn)后,在數(shù)據(jù)處理時(shí),對(duì)上、下行程校準(zhǔn)數(shù)據(jù)進(jìn)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(jí)(大區(qū))法定計(jì)量機(jī)構(gòu)對(duì)一只0.25級(jí)儀表校準(zhǔn)數(shù)據(jù)處理記錄。

這兩類校準(zhǔn)和數(shù)據(jù)處理方法都是不妥的:
      第1類校準(zhǔn)方法中未作下行程的校準(zhǔn),從而無(wú)法確定儀表的回程誤差。儀表的回程誤差是反應(yīng)儀表受壓元件回彈性(剛性)的技術(shù)參數(shù),是直接反應(yīng)儀表產(chǎn)品質(zhì)量的重要的指標(biāo)之一。儀表在測(cè)量過(guò)程中,受到壓力作用后，都不可避免的出現(xiàn)不同程度.的彈性遲滯現(xiàn)象,因此,在實(shí)際校準(zhǔn)中，可根據(jù)被校儀表的精度及客戶要求等因素，必須對(duì)儀器上、下行程進(jìn)行至少一個(gè)循環(huán)的校準(zhǔn)。
第2類數(shù)據(jù)的校準(zhǔn)符合要求,但對(duì)其校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)處理過(guò)程中將.上、下行程測(cè)量進(jìn)行了平均值處理,并在報(bào)告出具的數(shù)據(jù)中,僅將上、下行程測(cè)量平均值表達(dá)出來(lái),不僅是不必要的,更是不正確的,從圖1中不難看出,這樣進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的方法,顯然失去了測(cè)量地客觀正確。
2儀器校準(zhǔn)方法及數(shù)據(jù)處理的探討
       如何合理規(guī)范的進(jìn)行儀表校準(zhǔn)及校準(zhǔn)后的數(shù)據(jù)處理、報(bào)告中數(shù)據(jù)表達(dá)呢?
       在對(duì)壓力變送器進(jìn)行校準(zhǔn)時(shí)，可具體參照J(rèn)JG882-2004規(guī)程的相關(guān)內(nèi)容。規(guī)程規(guī)定對(duì)儀表需要做兩個(gè)循環(huán)的檢定。正確理解為,在儀表檢定時(shí),兩個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)均符合規(guī)程要求后,即可判定儀表合格。校準(zhǔn)即可參照規(guī)程進(jìn)行兩個(gè)循環(huán)的測(cè)量或根據(jù)實(shí)際情況,進(jìn)行一個(gè)循環(huán)的測(cè)量。但無(wú)論是單次或兩次測(cè)量,都必須滿足以下條件:
1)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的精度必須滿足規(guī)程要求,且保證其在有效期內(nèi)。
2)對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行必要的核查。現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn),由于運(yùn)輸?shù)戎T多原因,可能導(dǎo)致標(biāo)準(zhǔn)器失準(zhǔn),這種現(xiàn)象發(fā)生多數(shù)是不可預(yù)知的。為保證校準(zhǔn)結(jié)果的正確性,對(duì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的核查就尤為重要。核查方法是對(duì)兩臺(tái)套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)在出門前進(jìn)行一次核查,抵達(dá)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施校準(zhǔn)前，將兩臺(tái)套計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較后，確認(rèn)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)正常后,再進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)工作。
3)單次的校準(zhǔn),通常是針對(duì)精度等級(jí)較低的儀表。眾所周知,單次測(cè)量數(shù)據(jù)具有一定的隨機(jī)性這就要求校準(zhǔn)人員能正確地對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，有效地剔除測(cè)量中有可能出現(xiàn)的粗大誤差。
壓力變送器校準(zhǔn)后數(shù)據(jù)處理,可參照J(rèn)JG875-2005數(shù)字壓力計(jì)檢定規(guī)程中的數(shù)據(jù)處理方法最為合理,JIG875-2005規(guī)程明確規(guī)定了測(cè)量中數(shù)字壓力計(jì)正行程與反行程各自獨(dú)立的數(shù)據(jù)處理方法,如圖2所示。

       由于壓力變送器與數(shù)字壓力計(jì)、壓力傳感器(靜態(tài))同屬于電測(cè)量?jī)x器,從理論上到實(shí)際工作中,采用數(shù)字壓力計(jì)數(shù)據(jù)處理方法都更為客觀、正確。
3結(jié)束語(yǔ)
       隨著我國(guó)計(jì)量行業(yè)與國(guó)外交流合作的加大,對(duì)壓力變送器的計(jì)量校準(zhǔn)也將日趨廣泛。通過(guò)多年的工作經(jīng)驗(yàn)和對(duì)壓力計(jì)量檢定規(guī)程的理解,提出上述方法,通過(guò)與國(guó)內(nèi)各位專家、同行的探討,定會(huì)形成一個(gè)對(duì)儀表校準(zhǔn)及數(shù)據(jù)處理的統(tǒng)一、規(guī)范、科學(xué)的方法。