摘 要: 通過對壓力變送器的測得值進(jìn)行不確定度分析，得出電測標(biāo)準(zhǔn)器是相對于壓力標(biāo)準(zhǔn)器對測得值更重要的影響因素，在實(shí)際工作中設(shè)法改善電測標(biāo)準(zhǔn)器的性能對于提高壓力變送器測量能力有顯著作用; 通過在測量系統(tǒng)中串接標(biāo)準(zhǔn)電阻，將電流測量方式轉(zhuǎn)換為電壓測量方式可以有效提高壓力變送器的測量能力。

0 引言

壓力變送器是一種將壓力信號轉(zhuǎn)變?yōu)闃?biāo)準(zhǔn)的電測信號輸出的壓力儀表，智能型、高準(zhǔn)確度壓力變送器在工程中被廣泛應(yīng)用。［1］ 在壓力變送器的測量過程中，需要配備的主要標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備為壓力標(biāo)準(zhǔn)器和電測標(biāo)準(zhǔn)器。實(shí)驗(yàn)室條件下，為滿足對高準(zhǔn)確度壓力變送器的測量要求，壓力標(biāo)準(zhǔn)器一般選擇性能穩(wěn)定的活塞式壓力計(jì)，電測標(biāo)準(zhǔn)器可以選用經(jīng)濟(jì)適用的多功能校準(zhǔn)器。因此，在測量過程中，標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度應(yīng)包括壓力標(biāo)準(zhǔn)器和電測標(biāo)準(zhǔn)器兩部分。［2］ 下面以檢定壓力變送器為案例對測得值進(jìn)行不確定度分析，進(jìn)而評判標(biāo)準(zhǔn)器選擇的符合性。

1 不確定度分析 ［3］

1. 1 概述

1. 1. 1 被測壓力變送器信息

測量范圍: ( 0 ～6) MPa;

準(zhǔn)確度等級: 0. 1 級;

輸出電流: ( 4 ～20) mA。

1. 1. 2 選用的標(biāo)準(zhǔn)器信息

活塞式壓力計(jì): 測量范圍( 0.1 ～6) MPa，準(zhǔn)確度等級0.01 級多功能校準(zhǔn)器: 直流電流測量范圍( －25 ～25) mA，非常大允許誤差 ±( 1μA +0.01%FS) 。

1. 1. 3 測量的環(huán)境條件

環(huán)境溫度: ( 20. 0 ～20. 2) ℃;

相對濕度: ( 55 ～56) %。

1. 2 測量模型

壓力變送器測量誤差的測量模型:

式中: ΔI—變送器的輸出電流誤差，mA; I—多功能校準(zhǔn)器的讀數(shù)值，mA; I m —變送器電流輸出量程，mA; P—標(biāo)準(zhǔn)器輸入壓力值，Pa; P m —變送器壓力量程，Pa; I 0 —變送器輸出電流起始值，mA。

1. 3 不確定度分量分析

輸入壓力對壓力變送器輸出誤差的靈敏系數(shù):

輸出電流對壓力變送器輸出誤差的靈敏系數(shù):

1. 3. 1 輸入量 P 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

輸入量 P 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于活塞式壓力計(jì)，環(huán)境溫度的影響可忽略不計(jì)。測量范圍為( 0.1 ～6) MPa，準(zhǔn)確度等級為 0.01 級的活塞式壓力計(jì)非常大允許誤差不超過 ±0.6 kPa，服從均勻分布，則:

1. 3. 2 輸入量 I 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度

輸入量 I 的標(biāo)準(zhǔn)不確定度主要來源于多功能校準(zhǔn)器的示值誤差，環(huán)境溫度的影響可忽略不計(jì)，此處只分析標(biāo)準(zhǔn)器引入的不確定度，不考慮測量重復(fù)性的影響。

多功能校準(zhǔn)器直流電流測量范圍為( － 25 ～25) mA，非常大允許誤差不超過 ± 6μA，服從均勻分布