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大量程比压力变送器对精度的要求

作者:华恒仪表 发布日期: 2020-09-07 二维码分享

  大量程比的压力变送器在量程可调范围内的实际使用精度往往低于指标精度。通过指标精度、实际使用精度、量程比和实际可使用量程比概念的介绍,分析压力变送器在量程可调范围内的实际使用精度往往低于指标精度的原因,对压力变送器选型提供一些建议。
 
  压力变送器的精度和量程比是两个独立的指标,似乎互不相关,当我们选定某个厂家某一量程的变送器时,其精度似乎也应该是选型样本上所标明的那样。早期的1151型变送器的量程比是6:1,以量程4为例,其量程可调范围是0~6.22~37.3kPa,用户实际使用时,不管选用的量程是0~6.22kPa*小量程,还是0~37.3kPa*大量程,其精度指标都是0.25%,而且在选型样本“精度”一栏中特别注明的是“校准量程的0.25%”,也就是说,早期变送器产品在其量程可调范围内的精度是一致的。
 
  压力变送器的制造技术不断发展,产品的精度已由0.25%提高到0.1%、0.075%、0.05%,量程比已由6:1扩大到10:1、15:1、20:1、40:1、100:1,甚至还有个别产品达到400:1、555:1。而我们脑子里精度和量程比的关系却仍然维持早期的概念,以为大量程比高精度压力变送器的精度也是在全部可调量程范围内是一致的。我曾就大量程比高精度变送器的精度与实际使用量程的关系询问过一些现场技术人员、设计人员、压力变送器产品的营销人员,其中绝大多数人的概念与笔者早期的想法是一样的。
 
  笔者因工程需要临时补订一台MV 2000T差压变送器,量程要求0~600Pa,笔者选择了量程代号C(量程为0~0.4~40kPa,不属微压,可不加价),但制造厂家不同意提供C量程,而要求我们改用B量程代号(量程为0~0.2~6kPa),理由是C量程变送器的稳定性差,精度低,而更详细的说法没有。选型样本中找到小字体的说明“量程比>10:1时,附加±(0.005×*大量程/调节量程-0.05)”。这说明“调节量程”就是实际使用的量程,笔者依此公式计算了C量程代号0~600Pa量程的误差,结果是0.385%,几乎是原有误差的4.8倍,如果选其*小量程0~400Pa,误差是0.525%,是原有误差的7倍!再看温度影响和温度系数,也是量程越小影响越大。随后笔者查阅了能找得到的各类压力变送器的资料,发现只要量程比≥10:1的变送器,几乎都有这个问题。
 
  造成概念错误的原因固然有对选型样本研究不仔细的内因,但厂家产品宣传中的某些“误导”也是重要原因。笔者至少听过大量程比变送器厂家产品介绍10次以上,怎么没有一个厂家提醒过用户要注意这个问题,怎么有印象的只是“一两个量程就可以覆盖全部使用量程”、“可大幅度减少备品备件数量”这些说法呢?在某公司智能变送器的选型样本的第1页就说“宽阔的测量范围(可调比范围):一种型号就可覆盖很宽的测量范围,这一特点在测量大量程时非常有效,并且可以减少备表的数量”。笔者又查阅了一些杂志,看到一篇介绍ST3000压力变送器的文章,文中说:“差压变送器的基型品种的量程比为400:1,测量范围是0~0.25~100kPa,其测量范围覆盖面相当于其他类型变送器4~5种规格的覆盖面,导致应用中品种规格数减少,大大减少了订货手续,也节省了维修用的备品备件种类”。另一篇文章介绍了3051型变送器,也提到100:1的量程比带来了很多优点,如“工艺条件的变化基本不影响变送器的型号,大大减少了修改的工作量”、“大大减少了工程中所用的压力变送器的种类(差压变送器2种、压力变送器3种),和普通压力变送器相比,种类要减少1/3”。现在看来,上述说法都是很片面的。


 
  为了说清楚这个问题,笔者想先就量程比和精度中的一些概念进行讨论,后对几个有代表性的产品具体进行分析,zui后归纳了几个要点。
 
  1、几个概念
 
  ①指标精度和实际使用精度
 
  如果把压力变送器类产品选型样本中所列精度称之为“指标精度”,那么我们可以把压力变送器实际使用时所能达到的精度称之为“实际使用精度”。
 
  实际使用精度通常可依据压力变送器选型样本中所列与量程比有关的计算公式计算,个别选型样本中没有列出保证达到指标精度的量程比范围和超出该量程比范围时的实际使用精度计算公式(实在不应该),还需向制造厂专门去函索取,选型时我们至少也应该了解保证达到指标精度的量程比范围。
 
  通过后文所举的一些例子,我们可以看到对大量程比的压力变送器来说,在某一量程比范围内,指标精度和实际使用精度是一致的,如超过这一量程比,实际使用精度将低于指标精度,而且降低的幅度是相当大的。
 
  ②量程比和实际可使用量程比
 
  虽然大量程比变送器的可调量程范围很大,但当实际使用的量程比值很大时,实际使用精度也下降得很厉害,所以大量程比变送器的真正可使用的量程比并不大。笔者提出实际可使用量程比的概念,指的就是在这个范围内,压力变送器的指标精度与实际使用精度相等,超出实际可使用量程比的范围,压力变送器的实际使用精度将低于指标精度,精度降低是用户和厂家都不希望看到的结果。
 
  对用户来说,特别应该注意的是:在压力变送器选型时,要使压力变送器的工作量程在实际可使用量程比范围内,这样可使变送器的实际使用精度等于指标精度,否则用户花钱买的是高精度变送器,而实际得到的是低精度变送器。当然,在某些特殊情况下,如利用库存设备或在现场临时修改量程时,如果依据厂家提供的误差计算公式计算出来的误差仍能达到用户要求,为节省购买压力变送器的投资,此时实际量程不在实际可使用量程比范围内也应该是允许的。但如果在设计、订货时压力变送器的实际量程不在实际可使用量程比范围内,应该说是选型、订货有误。笔者在几个工厂调查时,都发现有不少压力变送器的实际使用量程超出了实际可使用量程比。
 
  对制造厂家来说,其产品系列覆盖全部量程应该是个常识问题,没有一个厂家不是这样做的。但值得注意的是,厂家的产品是否符合“产品系列的实际可使用量程比覆盖全部量程”这个要求呢?这也应该是个常识问题,因为这样可使用户在全量程范围内得到一致的高精度。
 
  2、应注意的问题
 
  由上述分析,可以得出以下结论,值得注意:
 
  ①在大量程比压力变送器量程范围内调整使用量程,其实际使用精度并不一定能达到其指标精度;
 
  ②大量程比压力变送器只是在实际可使用量程比范围内,其实际使用精度等于指标精度;
 
  ③大量程比压力变送器的使用量程如果超出了实际可使用量程比范围,其实际使用精度将低于甚至大大低于指标精度;
 
  ④各个厂家生产的各种型号的变送器,各个型号变送器的各个量程,其实际可使用的量程比可能不同,超出了实际可使用量程比范围时的实际使用精度的计算公式也可能不一样;
 
  ④大量程比压力变送器的量程比虽然很大,但这个指标并没有太大的实际意义。因为在这个量程可调范围内小量程的实际使用精度往往低得使用户不能接受,所以用户几乎不可能使用其中的小量程;
 
  ⑤用户选用大量程比压力变送器时,应该尽量将量程选在实际可使用量程比的范围内,如遇特殊情况超出此范围,应按厂家提供的实际使用精度计算公式计算,看结果是否能满足使用要求;
 
  ⑥对某些特殊量程(如微压、微差压)的压力变送器,应通过实际使用精度的计算公式对各个厂家生产的各种型号的变送器进行实际使用精度计算,根据结果确定*佳选型;
 
  ⑦国产高精度变送器的开发目标不要追求大量程比,不要搞50:1、100:1甚至更大量程比的高指标,大量程比并不实用,20:1、10:1的量程比就足够了。关键是可使用量程比要大,如能统一作到10:1*好;
 
  ⑧压力变送器的生产厂在确定变送器的量程系列时,不仅要使其可调量程覆盖全部使用量程,而且应该保证实际可使用量程比的量程范围也能覆盖全部使用量程,以使用户在全部量程范围内所用变送器的精度都能达到一致的高精度。

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