如何校准绝对压力变送器与使用方法

摘要：在选择和使用绝对压力变送器时必须认真考虑变送器的精度、量程、零为位漂移等方面。由于缺乏相关知识和经验，许多APT用户错误地选择和使用APT时，他们的APT实际上并非在有效地工作。本文就结合我们在校准绝对压力变送器过程中的经验，专门给出一些在选择和使用APT中非常重要的建议，特别是区别于表压（GPT）和差压变送器（DPT）的特性，仅供相关技术人员参考。

关键字：绝对压力变送器（APT），精度，测量范围，

一引言

随着社会自动化程度的提高，各类变送器被广泛的采用，压力变送器被广泛采用的同时其性能也被大家所熟悉和掌握。压力变送器又可分为表压、差压和绝对压力变送器三种类型。检定规程JJG882-1994中仅仅介绍了前两种类型的压力变送器，对绝对压力变送器没有详细介绍。绝对压力变送器具有区别于一般压力、差压变送器的特性，使用人员往往缺乏相关的知识，造成APT选用、使用和校准方面的错误，直接影响产品的质量或生产效率，在有些场合却有可能造成非常严重的安全隐患。希望能够引起相关人员的重视。本文首先介绍APT的基本特征，特别是区别于压力变送器（GPT/DPT）的特征。然后在介绍在选用和使用中的注意事项。

二APT的基本特征

1零位漂移

将零位漂移作为第一项特征是因为该项是APT的区别于PT的最大之处，也是目前APT最难解决的问题。主要困难包括以下两方面：1相对于表压和差压变送器，绝对压力变送器零位更容易漂移，2只有在专业的校准实验室和特定的装置上才能进行零位校准，所以绝对压力的零位情况如何在现场往往无法验证，除非出现输出低于4mA情况，才能意识到该变送器零位已经严重漂移，因为绝对压力不会出现负压力。

为什么说相对于表压和差压变送器，绝对压力变送器零位更容易漂移呢？首先在结构上分析，以

ROSEMENT的3051型压力变送器为例，其结构原理为：变送器高、低压侧的隔离膜片和灌充液将过程压力传递给灌充液，接着灌充液将压力传递到传感器中心的传感膜片上。传感膜片是一个张紧的弹性元件，其位移随所受压而变化（对于GPT和DPT器，大气压如同施加在传感膜片的低压侧一样）。APT低压侧始终保持一个参考压力。所以对于GPT和DPT，传感片两端为对称结构，也就是容易实现零位的稳定。对于APT低压端需要保持一个参考压力（一般高真空，根据仪表的测量范围和精度确定真空度的要求）。这样传感片两端为对非称结构，也就是无论是参考腔漏、放气还是材料形变等因素都会造成现零位的不稳定，也就是零位漂移。YOKOGAWA的EJA系列绝对压力虽然和1151和3051测压方式不同但都需要一个参考压力，也为非对称结构。实际APT零位漂移情况我们通过ROSEMENT、YOKOGAWA、ABB、SEIMENS，DRUCK、FUJI等国内外公司的200多只APT三年的校准记录统计，得出一年后不同量程的压力变送器零位超差情况，（见图1），其中Y轴为零位误差大于变送器精度要求的变送器比例，X轴为变送器量程或测量上限，单位（kPa abs）。通过该图表可以看出一年后APT的情况，即量程为200kPa（abs）以上APT零位漂移一般可以满足要求，以后随着量程减小不合格比例增大，对小于500Pa（abs）的APT一年后零位基本上都超过允许范围。有许多APT零位甚至达到变送器零位限制位置。

秦山核电有限公司、宝钢集团有限公司、上海石化有限公司等单位都出现过因为绝对压力变送器测量压力不准造成产品质量问题或生产不正常情况。通过我们检测均是因为APT零位漂移造成的，通过零位调整成功解决了问题。目前以上公司都将其APT进行定期送校，以保证零位和精度满足要求。

2温度影响

压力仪表的测量精度受环境温度影响也十分明显。APT由于测压元件的非对称性，受温度影响更大，特别是小压力APT温度影响更加明显。但一般压力变送器厂家不提供温度系数技术指标。所以在高精度要求的使用条件下，必须控制环境温度在校准温度附近（20士2℃）。在环境温度不能控制的条件下必须向供应商索取相关资料，并计算温度影响造成的测量不确定度，并最终合成测量不确定度。而不能简单地用测量精度代替测量不确定度。对特殊使用环境APT，还应该在特定环境温度下进行校准。

有一些绝对压力变送器专业厂家生产的APT带有温包系统，该系统将测压元件加热并控制在一定温度（一般45℃以上，甚至100℃），这样环境温度低于该温度时，可以大大降低环境温度变化造成的影响。例如美国MKS公司，上海振太仪表有限公司等生产的高精度电容薄膜绝对压力变送器。如果在这方面有特殊要求，建议采用该类型的APT。

3精度问题

精度是传感器的一个重要的性能指标，它是关系到整个测量系统测量精度的一个重要环节。传感器的精度越高，其价格越昂贵，因此，传感器的精度只要满足整个测量系统的精度要求就可以，不必选得过高。这样就可以在满足同一测量目的的诸多传感器中选择比较便宜和简单的传感器。如果测量目的是定性分析的，选用重复精度高的传感器即可，不宜选用绝对量值精度高的；如果是为了定量分析，必须获得精确的测量值，就需选用精度等级能满足要求的传感器。根据经验绝大多数APT的精度都可以达到各自的要求。

在确定APT精度时必须明确以下几个参数：1）你要精确测量的压力点或范围P，2）在该压力点的允许相对误差A，3）预选择APT的量程FS。然后可以确定APT精度A要求：

如果需要量程宽（例如10－１Pa~10５Pa），和相对精度要求（例如20%~50%），则建议采用热传导真空变送器。

另外，有些APT可以迁移量程比为100：1。但是必须认识到迁移后的变送器精度等级将降低，具体精度指标需要厂商提供。

三APT的校准

根据以上介绍可知APT需要定期校准，而JJG882-1994中对APT的校准和检定没有特殊说明，在

此我们将介绍在APT校准过程中需要区别于GPT和DPT的几个方面。

1）需要一套真空系统，对于上限100kPa以上的APT，系统极限真空度达到1Pa，双级旋片真空泵系统可以满足要求。对于上限100kPa以上的APT校准，需要10Pa~10Pa，该系统则需要分子泵+双级旋片真空泵系统。

2）根据APT精度和量程，标准器可以选择气体活塞压力计（有绝压模式）、绝对数字压力计或薄膜真空计以及各类真空标准装置，但需要标准器的不确定度小于被校APT精度的1/2。

3）被校APT的预热，不同于其它变送器，由于结构的不对称，校准APT需要比较长的预热时间，以使其达到正常工作状态。一般预热时间不少于30min。特别对小量程的APT，需要更长时间的预热，观察零点输出，不再向单方向减小或增大，方可开始校准。

4）调零。一般变送器一年检定周期后零位需要重新调整。调零前必须满足以上三条，另外还需要联系用户征得客户的允许。以变客户对数据来集系统进行参数修正。

以上四个方面是APT在校准过程中区别于其它压力变送器之处。

四结束语

本文所介绍的APT只要针对低压力变送器，对于高压力特别是200kPa以上的APT特性更接近与其它压力变送器，可以根据相关资料选取和使用。现代传感器在原理与结构上千差万别，如何根据具体的测量目的、测量对象以及测量环境合理地选用传感器，是在进行某个量的测量时首先要解决的问题。当传感器确定之后，与之相配套的测量方法和测量设备也应当合理配置。APT的定期校准非常重要，校准周期也应当根据具体使用条件确定，一般不超过一年。

本文所介绍的相关统计资料，来源于有限的样本，可能和实际情况有所出入，仅供相关人员参考。本文所统计的样本也并非针对具体的哪个生产厂商和品牌，在此特做说明。

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• 能举例说明如何校验绝对压力变送器有吗？ 量程 0~1000mbar ABS 如何校验？

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  与SFSD23尺寸一致，只是接头不同。

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