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新聞詳情
測量介質(zhì)溫度高低對壓力變送器測量數(shù)據(jù)精度的影響。來源：上海上儀作者：西安自動化儀表廠
 跟著物聯(lián)網(wǎng)時代的發(fā)展儀表計量器具在現(xiàn)場的大量應(yīng)用，儀表計量器具的現(xiàn)場檢測成為大勢所趨，然而現(xiàn)場檢測不能滿足檢定規(guī)程中對溫度的控制，這對檢測結(jié)果造成影響，無法保證計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。以壓力變送器為例，測量介質(zhì)溫度高低對壓力變送器測量數(shù)據(jù)精度的影響。并提出溫度對檢測結(jié)果影響的解決方法。 隨著油田智能化、數(shù)字化改造的深入開展，智能化計量器具在油氣生產(chǎn)現(xiàn)場廣泛應(yīng)用，起到了數(shù)據(jù)的采集、傳輸、控制、報警、監(jiān)控等功能。為了保證計量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、可靠，需要按照國家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)方法的要求開展計量器具定期檢測工作。但是，部分計量器具存在因生產(chǎn)系統(tǒng)持續(xù)運(yùn)行不能拆卸、計量器具連接部分銹蝕不易拆卸、運(yùn)輸和安裝過程易造成計量器具損壞、送檢期間需要配備大量備用表等問題，使計量器具無法按期開展檢測或造成檢測延遲，不能保證計量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確可靠。因此，計量檢測工作需要走出實(shí)驗(yàn)室，深入現(xiàn)場開展檢測或比對，保證計量器具量值溯源或傳遞的可靠性。但是現(xiàn)場檢測環(huán)境條件比較復(fù)雜，影響檢測結(jié)果的不確定因素較多，如溫度、高度、振動、電磁等，難以滿足檢定規(guī)程的要求。以壓力變送器為例，探討溫度對其檢測結(jié)果準(zhǔn)確性的影響。 在JJG 882—2004《壓力變送器》[1] 檢定規(guī)程中明確規(guī)定，檢定時環(huán)境溫度要求控制在（20±5）℃，而現(xiàn)場環(huán)境難以控制在這個范圍。溫度變化對檢測結(jié)果的影響，主要來源于標(biāo)準(zhǔn)器及被檢壓力變送器兩方面。 1 溫度對標(biāo)準(zhǔn)器的影響 JJG 882—2004《壓力變送器》[1] 檢定規(guī)程規(guī)定：“在現(xiàn)場條件下，經(jīng)分析因標(biāo)準(zhǔn)器及配套設(shè)備引入的擴(kuò)展不確定度U 95 仍不超過被檢壓力變送器允許誤差絕對值的1/3～1/4時，方可進(jìn)行現(xiàn)場檢測。”這就需要在檢測前，對標(biāo)準(zhǔn)器是否滿足檢測條件進(jìn)行評價，也就是在進(jìn)行測量不確定度分析時，對標(biāo)準(zhǔn)器輸入的B類測量不確定度進(jìn)行評定。 例如，一塊作為標(biāo)準(zhǔn)器的智能數(shù)字壓力校驗(yàn)儀，測量范圍0～2.5 MPa，準(zhǔn)確度等級0.05級，非常大允許誤差為±0.001 25 MPa；輸出電流-30~30 mA，非常大允許誤差為±0.02 %讀數(shù)、1 μA；溫度補(bǔ)償范圍：-10～50 ℃。被測壓力變送器測量范圍為 0～2.5MPa，準(zhǔn)確度等級為0.5級。 其中：ΔI為壓力變送器的輸出誤差，mA；I為壓力變送器的輸出電流，mA；I m 為壓力變送器輸出量程，mA；P為壓力變送器輸入壓力值，MPa；P m 為壓力變送器輸入量程，MPa；I 0 為壓力變送器輸出起始值，mA。輸入壓力對壓力變送器輸出誤差的靈敏度系數(shù)為： 輸出電流對變送器輸出誤差的靈敏系數(shù)為：
由物聯(lián)網(wǎng)標(biāo)準(zhǔn)器帶來的合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u c (ΔI ) 為5.44 μA。合成標(biāo)準(zhǔn)不確定度 u c (ΔI ) 接近正態(tài)分布，同樣可以查t分布得到 k 95 =1.96 。因此校準(zhǔn)時由標(biāo)準(zhǔn)器帶來的擴(kuò)展不確定度為： 被檢壓力變送器的允許誤差為80 μA。規(guī)范中要求校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)及配套設(shè)備在校準(zhǔn)中引入的擴(kuò)展不確定度U 95 應(yīng)不超過被校壓力變送器允許誤差絕對值的1/4，即20 μA，因此本評定中標(biāo)準(zhǔn)器的選擇符合規(guī)范的要求。如果標(biāo)準(zhǔn)器選擇不能滿足要求，將會增大測量結(jié)果的不確定度。
依據(jù)表3可以看出，環(huán)境溫度變化量影響量在下限值溫度系數(shù)及量程溫度系數(shù)中可給予放寬。也就是說，如果只是在零位及滿量程時示值超差，可根據(jù)每10 ℃給出的放寬量判斷壓力變送器是否符合要求。因此，可看出超差的5塊壓力變送器的非常大示值誤差均在環(huán)境溫度影響量允許值范圍內(nèi)，而且現(xiàn)場壓力變送器使用的壓力點(diǎn)一般在量程的1/3~2/3處， 即可以判斷該類壓力變送器可繼續(xù)在現(xiàn)場使用，對計量數(shù)據(jù)的可靠性影響較小。通過溫度對標(biāo)準(zhǔn)器與被檢壓力變送器影響的分析，建議現(xiàn)場檢測時，環(huán)境溫度在0～40 ℃的開展檢測工作；在規(guī)程規(guī)定的15～25 ℃的按檢定規(guī)程開展檢測工作；超出15～25 ℃時，壓力變送器的零位及滿量程非常大允許誤差應(yīng)放寬并給出測量結(jié)果不確定度。所以來確定現(xiàn)場使用中的壓力變送器的功能能否滿足運(yùn)行中的車間中 需要，更加有效的提高計量數(shù)據(jù)的可靠性。
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1）需要選擇試驗(yàn)的環(huán)境溫度。環(huán)境溫度的影響應(yīng)在制造商規(guī)定的溫度范圍內(nèi)測量，一般可參照使用說明書；若未規(guī)定溫度值，根據(jù)GB/T 17214.1—1998《工業(yè)過程測量和控制裝置 工作條件 第一部分：氣候條件》[2] 中各種場所等級的氣候條件參數(shù)和嚴(yán)酷度，選定溫度限制范圍?？紤]各油氣田所在區(qū)域溫度情況，并參考17個壓力變送器廠家的使用說明書，除去惡劣環(huán)境條件，選定在-20～50 ℃溫度限值范圍內(nèi)開展試驗(yàn)。
