洛丁森技術研發(fā)視角：差壓變送器的靜壓影響分析（上）
以下是洛丁森技術研發(fā)中心對于差壓變送器的靜壓影響的論述，歡迎各位閱讀。
1.引言
差壓變送器在線性校準時，通常是在負壓室通大氣的條件下進行的。也就是說靜壓為1個大氣壓，但是一旦安裝到現(xiàn)場實際使用時，往往會在正負壓室加上一定的工作壓力，此時會發(fā)現(xiàn)零位產生了偏移，滿位輸出也出現(xiàn)一定的偏移（滿位偏移一般要通過與標準儀器比對讀出）。這種當加上工作靜壓，導致變送器的零位和滿位輸出與大氣校驗時的零位和滿位發(fā)生偏移的稱為靜壓影響誤差。
2.靜壓影響對變送器性能的影響和現(xiàn)場舉例
差壓變送器的靜壓誤差直接影響到其綜合精度。差壓變送器的綜合精度（%）一般有3個因素組成，它們是精度（%）、環(huán)境溫度變化影響（%/30o）、靜壓變化影響（%/7MPa）。它們的計算公式為：
由此可見，靜壓誤差對差壓變送器的綜合精度來說，是一個非常重要的因素。
這點，洛丁森在各個實際的應用工況中也得到了印證。
比如，差壓變送器應用到孔板流量檢測的現(xiàn)場應用的時候，在管道內部裝上孔板或噴嘴等節(jié)流件，由于節(jié)流件的孔徑小于管道內徑，當流體流經節(jié)流件時，流束截面突然收縮，流速加快。經節(jié)流件后，后端流體的靜壓力降低，于是在節(jié)流件前后產生了靜壓壓差，該靜壓壓差與流體的流量之間有確定的數(shù)值關系、符合Q=K。
用差壓變送器測量節(jié)流件前后的差壓，實現(xiàn)對流量的測量。
見圖1所示：
當應用在電廠測高壓蒸汽流量時，如果對靜壓影響不作校正或補償，將會給流量測量帶來較大誤差，尤其是在相對流量較小時，影響更可觀。例如一臺金屬電容型差壓變送器同節(jié)流裝置一起組成差壓式流量計，在32MPa工作靜壓條件下其滿量程靜壓誤差為≤±2％FS ，雖然其零位誤差，可以通過調零來消除，但是滿位輸出誤差總是無法避免的，因此此誤差直接影響流量的測試，并且影響量很大。在這種應用工況下，差壓變送器的靜壓性能顯得尤為重要，如果靜壓誤差經過補償，或其本身靜壓誤差極小，則其測量精度將會得到大幅提高。
3 金屬電容傳感器靜壓影響產生的原因
金屬電容式傳感器是一種結構型傳感器，它的靜壓影響尤其突出。這與其本身的結構特點有關。
工作原理介紹：
介質壓力通過隔離膜片和硅油傳遞給位于“δ”室中心的測量膜片，測量膜片隨它兩邊的差壓而變形。測量膜片的位移，與差壓成正比，最大位移為0.1mm。由它兩側的電容極板檢測，再經電子轉換線路把測量膜片和電容極板之間的差動電容轉換為二線制4～20mADC輸出信號。
從圖5可以看出，當對傳感器兩側施加靜壓時，金屬電容式的兩側曲面坐同時受壓。而曲面坐由金屬和玻璃組成，在外力作用下，會產生微小變形。因此其兩側曲面坐的厚度L1和L2隨著靜壓力P的增大而線性縮小。從而，導致兩側電容極板的極距H1和H2增大。
根據(jù)電容的定義，對于平行板電容器的電容為： C=εo × S / H
因此，當電容的極距H增大后，傳感器的兩級電容C1、C2將變小。根據(jù)電容傳感器的工作原理，由電子轉換線路把測量膜片和電容極板之間的差動電容轉換為二線制4～20mADC的輸出信號也隨之變小。最終導致測量誤差的產生，靜壓影響誤差的出現(xiàn)，并且靜壓影響絕對誤差與所加的工作靜壓有一定的線性關系，工作靜壓越大，其量程的靜壓誤差就越大。
從以上靜壓影響產生的兩個原因分析，金屬電容傳感器在工作靜壓的影響下，不可避免地會產生測量漂移誤差，對于滿位的漂移和工作靜壓存在一定的線性關系，對于零位的漂移則具有方向不確定性。
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