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聯系我們 近年來，各行業的生產流程逐步實現自動化，提升了企業的工作效率，同時大大降低了勞動強度。為滿足液體、氣體壓力自動監測及控制的需求，各種自動化儀表應運而生，但儀表的現實情況是否符合其本身的技術指標直接關乎生產過程的安全與管理，作為計量部門，我們應該仔細對壓力測量儀表的誤差因素進行分析研究，以使我們掌握儀表的使用情況并用科學的方法去檢定儀表。
1.電容式差壓變送器的特點及原理
電容式差壓變送器采用二線制，供電電壓24VDC，其敏感元件為差動式電容，它可將差壓的變化轉換為電容量的變化，這個變化經傳送部分運算放大后，由變送器輸出4～20mA直流信號，從而實現壓力的自動測量。整個電容式差壓變送器耐震耐沖擊，可靠度高，穩定性好，精度高，允許的誤差一般不超過其量程的±0．25％。因此，電容式差壓變送器被廣泛應用于石油、化工、冶金、造紙、紡織、醫藥、電力等領域生產過程中。
電容式差壓變送器分為檢測部分和傳送部分，如圖1所示。
檢測部分是將被測的壓力差經過電極轉換為靜電容量的變化值。其原理如圖2所示。被測流體的差壓△p通過導壓管進入變送器的正負壓室，分別作用于左右兩個隔離膜片上，通過充灌液將壓力傳送到測量膜片上使形成差壓，從而產生位移Ad，由于位移較小，可近似認為△p與Ad互成線性關系。即Ad=卻，一般情況下△d不大于0．1mm，這樣，兩固定電極之間的電容量將不再相等，二者呈如下關系：
式中：是關于K1／d。的一個常數；d。是變形前左右兩固定板之間的距離。
經過檢測后，傳送部分放大器電路、電阻及電位器組成的線性電阻網絡利用差動電容元件將電容量的變化轉換為電流信號i、i，經相敏整流后輸出兩組信號：一組叫做差動信號，l，它是產生的電流的差值；另一組叫做共模信號，它是產生的電流之和。
差動信號與反饋信號比較后經電流放大器的放大成為4～20mADC電流，n輸出。輸出電流經復雜的電路轉換為與其成正比的反饋信號，反饋至電流放大器的輸入端，保證了反饋信號，，與輸出電流，0成線性關系。同時，產生的共模信號，c在電路中保持不變，使得與被測壓力差卻之間成為單一的比例關系。
2.造成電容式差壓變送器誤差因素
*，導致電容式差壓變送器誤差的因素除儀表量程、靈敏度、精度、線性度、靜壓特性、穩定性等外，還與大氣壓、溫度、重力加速度及安裝方式有關。從第二節中電容式差壓變送器的原理探討我們可以看出，測量儀表本身的結構也會影響到儀表的測量精度。
2．1變送器測量膜片及隔離膜片制造條件約束造成設計誤差
從其使用原理上看，當有差壓產生時，必然導致測量膜片產生或多或少的位移，差壓△p作用于隔離膜片上，通過灌充液傳遞使得測量膜片產生位移Ad，它們之間呈近似的線性關系。當測量高壓差時，為滿足條件測量膜片設計較厚；而在測量微差壓時，膜片太厚則靈敏度降低，因此，在設計時考慮到制造因素，測量膜片必然不能滿足位移Ad遠遠小于其壁厚的條件，造成設計上的誤差。
2．2電源和電源線路干擾可能造成誤差
由于電容差壓變送器檢測部分利用的是平行板電容器原理，考慮到形變等因素電極板被制作成了弧形，都沒有考慮邊緣電場的影響，產生的電場分布不均勻，從而使得膜片產生的位移Ad與電容量變化AC偏離了近似的線性關系。而電源線路的不合理鋪設(如無接地線)必然會在電線橫截面外產生分布電容，對壓力變送器的平行板電場產生干擾，也造成近似的比例關系越來越偏離實際，使得測量值與實際值存在一定的偏差。
2．3儀表選擇不合理導致相對誤差
儀表的誤差是測量值減真實值之間的值，儀表的固定誤差是其量程精度，對于相同的壓力條件，采用不同量程精度的壓力變送器誤差不同，用大量程的壓力變送器測量小壓力值會產生較大的誤差。對于一臺精度為0．075％的變送器其固定誤差為0．75Pa，也就是說，測量1MPa的壓力時，該儀表的精度為0．075％，而測量500kPa的壓力時，儀表的精度為0．15％，而測量10kPa的壓力時，其精度只有7．5％。說明采用同一種壓力變送器，測量值越小，相對誤差越大，因此，儀表的不合理選型會導致測量誤差偏大。
2．4儀表引壓管路設計安裝不合理導致誤差變送器測量壓力時須設置引壓管路，在安裝時差壓變送器引壓管取壓點與容器壁不能*垂直、引壓管設置太長或無傾斜度、儀表與引壓管路密封不嚴，存在壓力延緩現象，造成靜壓不平衡存在附加誤差，同時壓力變送器引壓管內介質中含有氣體或液體時造成介質密度變化引起測量值偏差。
一般情況下，測量液相壓力時，取壓口一般選擇在管線或設備的下側部位，以防止介質中析出的氣泡進入引壓管，引起測量的遲緩，但也不宜開在zui低部，以防沉渣堵塞取口。在環境溫度較低的地區，應在引壓管中部設置一防凍液盛裝設備，以防止如原油等液體介質凝管造成壓力不準的現象。
2．5環境溫度變化導致儀表測量誤差儀表設定的量程(ap=pgh)是以密度P不變為基礎，一些密度P隨溫度變化比較大的液體，當環境溫度與被測處溫度差距比較大時或當容器內的介質含有液相或氣相成分時，引壓管內液體密度P發生較大的變化，這時，二次儀表反應的示值與實際值就會有很大的誤差。
2．6流體長時間壓力波動現象造成檢測硬件受損
在壓力頻繁升降的條件下，隔離膜片及測量膜片受到壓差產生的交變應力的作用，使測量膜片的位移Ad超過允許的范圍，特別是在實際壓力值比儀表量程的zui大值還大的情況下，測量膜片受到的應力超出測量膜片的屈服極限，必然會產生變形甚至斷裂，導致儀表產生漂移，從而檢測到的壓力值不準或不能檢測。
2．7差壓變送器零位調節不準導致誤差
儀表在安裝過程中產生的誤差可以用零位調節的方法消除，智能化變送器可在現場用手持通訊器或在儀表本體上直接確認零點，一旦零位調節不合理，壓力指示值與實際值*不符，若對壓力變送器的示值不加以修正，將會導致較大的誤差。
綜合上述，影響電容式差壓變送器造成測量誤差的因素有儀表固有的，有隨機的。在設備安裝時應盡量避免誤差因素的影響，在儀表運行過程中我們要結合這些因素合理評價壓力差壓變送器的精度，對儀表進行定期的檢定與維修。可以根據以上的因素分析提出以下避免或減少變送器誤差的措施：
(1)鋪設變送器電源線時有接地線，以此克服電線產生的分布電容。
(2)根據工藝要求和相關標準合理選擇壓力變送器的量程和精度。測量壓力大時應選擇大量程的變送器，測量壓力小時應選擇小量程的變送器。
(3)變送器安裝時取壓點應能真實反映被測壓力的大小，合理地選擇引壓管的粗細、長度及安裝傾斜度，減少壓力指示的遲緩。選擇適當材料作為密封墊片密封好引壓管與變送器接口防止泄露導致的壓力損失。在環境溫度較低的地區，建議在引壓管中部設置一防凍液盛裝設備防止引壓管凍堵。
(4)合理控制容器的運行工況，使壓力和溫度控制在合理的范圍，防止因壓力波動對儀表的影響或損壞。
(5)定期對儀表進行檢定與調節，使儀表誤差控制在允許的范圍內。
