浅谈1151系列电容式压力变送器迁移量程的相关问题

浅谈 1151 系列电容式 压力 变送器迁移量程的相关问题

张 敏

（大唐国际张家口发电厂热控车间 河北张家口 075133）

摘要：压力变送器是将力变换成统一电信号的仪表，可以实现集中检测、热工保护、自动调节等热工测量和自动化需要，在火力发电厂中电容式压力变送器最为常见。为满足生产工艺要求，压力变送器经常会需要迁移量程，一般来说，在电厂等企业多用智能型压力变送器，调校相对容易，但也有少部分手调压力变送器，掌握正确调校方法才能实现精准计量，本文以1151系列手调电容式压力变送器为例，对压力变送器调校的相关问题进行分析阐述。

关键词：压力变送器；手调；迁移量程；

1、1151系列电容压力变送器的调校与使用

1151系列电容压力变送器是无整机负反馈回路的开环式仪表。因此,调校1151系列电容式压力变送器是以开环结构为依据的。

1.1、量程调整范围

任何一台压力变送器,都有一个从最小量程到最大量程的量程范围。电容式压力变送器的输入输出关系为 ∆Io =K4K3K2K1∆p ,式中K3和K2 均为常数,只有 K1 和 K4 可以用来改变仪表的量程。 K1 是压力与测量膜片位移间的转换系数,膜片厚度不同, K1也不同。因此,制造厂采用几种不同厚度的膜片,制造出几种不同量程范围的压力变送器,但它们的外形尺寸却几乎相同。对于已造好的电容式压力变送器, K1为常数。K4是放大输出电路的闭环放大倍数，调整电位器R32可以改变 K4 的大小,从而调整压力变送器的量程,K4增大，则量程减小，反之，K4减小则量程增大。用R32调整变送器的量程,只能在变送器最小量程和最大量程之间连续可调。例如,对于一台量程范围为0—500－3000Pa的变送器, 压力的满度值只能是500－3000Pa之间的某个数值,不能小于500Pa,也不能大于3000Pa。如果超出这个量程范围,必须换用另一种量程范围的变送器。通常1151系列电容式压力变送器的最大量程与最小量程之比为6。

1.2、零点调整范围

1.2.1、正、负迁移概念

根据工艺流程测量的需要,为了提高自动调节的质量或提高调节系统的灵敏度，要求变送器的测量范围不是从零开始,而是从某一数值开始,称为变送器的零点迁移，就是把变送器的零点所对应的被测参数迁移到某一不为零的数值上，从大于零的某一数值开始时,为正迁移；从小于零的某一数值开始时为负迁移。例如,测量范围为20-50kPa,即零点正迁移到20kPa；测量范围为-20-10kPa,即零点负迁移至-20kPa。

1.2.2、零点调整范围

1151系列压力变送器的正迁移量应小于等于其最小量程的500%，负迁移量应小于等于其最小量程的600%。例如，一台使用中量程范围为0-100－650Pa的压力变送器，原量程为0－100Pa，需要调校成510－610Pa，则不能将零点由0直接调成510，若直接调到位，则正迁移量510Pa超过5倍最小量程即500Pa，针对这种情况可以先调到250－350Pa，再进一步调成510－610Pa。必须注意的是，无论在任何情况，进行零点迁移之后，测量膜片所承受的压力值都不能超过变送器的最大量程值，否则将使膜片处于压力和位移关系的非线性区域，而给测量压力带来很大误差，使变送器无法工作。例如对于量程范围为0-600－3600Pa的变送器，原量程为0－2400Pa，不能迁移为2400－4800Pa。虽然此时正迁移量仅为最小量程的400%，但在量程上限时膜片所承受的压力4800Pa已超过其最大量程允许值3600Pa，导致其电流输出不线性，在使用中必须保证使正迁移量与量程值之和不超过变送器最大量程允许值。同样的道理，负迁移时的迁移量在数值上也不能超过变送器最大量程值。

1.3、变送器输出电流的整体调整

1.3.1、不改变量程时调校方法

调整零点和进行零点迁移对量程没有影响，但调整量程则会影响零点，无零点迁移时影响较小。下面讲述一般的无零点迁移情况的调校方法和步骤。在变送器输入压力为零时，调零点调整电位器R35,使输出电流Io为4mA。给变送器加满量程的压力信号,调整量程调整电位器R32,使输出电流为20mA.反复进行零点和量程的调整直至零点和量程均满足准确度要求为止。

例如，一台量程为（0－10）MPa的手调式压力变送器，按上述方法将零点和满量程点调校合格后，需将被测压力范围四等分,按0MPa、2.5MPa、5MPa、7.5MPa、10MPa逐点输入相应的压力值,则变送器输出电流为4、8、12、16、20mA,其误差应小于基本允许误差。如果超差，应重新进行上述零点和满量程值的电流调整,必要时应进行线性调整。

1.3.2、改变量程时的调校方法

当需要将电容式压力变送器从原有量程调为另一个所需量程时,可用下述方法进行调整,在变送器输入压力为零时,调零点调整螺钉(即电位器R35),使输出电流为4mA。这时,变送器量程为原有量程。然后将变送器量程调整到需要值,其方法如下:

①当原有量程大于所需量程时,应在变送器输入压力为零的情况，调整量程调整螺钉即电位器R32,直至输出电流由4 mA 上升到下式表示的数值为止。

Io=4mA×原有量程/所需量程

当原有量程小于所需量程时,应先给变送器加原有量程压力值，这时变送器输出电流为20mA。然后调整量程调整螺钉,直至输出电流从20mA下降到下式表示的数值为止。

Io=20mA×原有量程/所需量程

在输入压力为零的情况下,再次调整零位,使输出电流回到4mA。这时,变送器的量程就接近所需量程的数值。给变送器加入所需量程的满度压力值,输出电流应为20mA。否则,还要微调量程和零点,直至量程和零点均满足要求为止。上述为调整变送器量程的方法,是以电容式压力变送器的开环结构为依据的。当将量程从原有的量程调到所需量程时,测量差压变化的倍数是“所需量程/原有量程。所以,为了使变送器在所需量程时输出电流为20mA，就必须使放大输出电路闭环放大倍数K4变化“原有量程/所需量程”倍。例如，将量程从2000Pa调到1000Pa时，测量差压减小一半。所以，为了使变送器量程在1000Pa时输出电流为20mA，就必须使放大输出电流由4mA上开到8mA,而后再通过调整零点使输出电流到4mA,这样就将量程从2000Pa调到了1000Pa。

必须注意,调整零点不影响量程,但调整量程会影响零点。调整量程影响零点的量,为量程调整量的1/5。为了补偿这个影响,最简单的方法是超调量程调整量的25%。例如,在给变送器加所需量程满度压力值时,其输出电流为19.80mA。这时,算出量程需调量20.00-19.80=0.20mA，则超调量为0.20mA*1/4=0.05mA，应先通过量程调整螺钉将输出电流调为20.05mA,然后再通过零点调整螺钉将输出电流调为20mA,则变送器的量程就准确地调到了所需的数值。这样调整的道理是。在调整量程时便输出电流从19.80mA増加到20.05mA,增加量为0.25mA由此引起零点增加的量为0.25/5=0.05mA,所以应通过调整零点输出电流降低0.05mA。掌握这个调整规律，可以大大提高校验1151系列压力变送器的效率。

参考文献

1. 潘汪杰. 热工测量及仪表, 2007:71-85

2. 朱炳兴. 变送器选用与维护，2001