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壓力傳送器校正:五點現場校正程序

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校正檢查是在整個量程內,把傳送器的輸出和已知的標準壓力相比。目的是記錄儀表實際的表現(校前,as found),必要時加以修正,再記錄最後的結果(校後,as left)。本篇以 4–20 mA 壓力傳送器為例,說明簡單的五點校正程序。

需要的工具

手壓泵 壓力源 三通 5.000 bar 標準壓力計 精度 ≥ 4 倍 PT 待校 儀表 12.00 mA 迴路 校正器 (供 24 V+讀 mA) 壓力管線
圖 1 — 典型的工作台或現場校正接法。手壓泵同時對傳送器和標準壓力計加壓,迴路校正器供電給迴路並讀取輸出。

1. 準備與隔離

先取得操作人員同意,並依現場規定把迴路切到手動或旁通。依現場的閥門操作順序,用截止閥或歧管閥把傳送器與製程隔離,再安全地洩放殘壓,然後才接上測試設備。

2. 選定測試點

在跨度內取五個點:0、25、50、75、100 %。以量程 0–10 bar 的傳送器為例:

跨度 %施加壓力預期輸出
0 %0.0 bar4.00 mA
25 %2.5 bar8.00 mA
50 %5.0 bar12.00 mA
75 %7.5 bar16.00 mA
100 %10.0 bar20.00 mA

3. 記錄「校前」讀值

先不要做任何調整。依序往上加壓(0 → 100 %),再往下降壓(100 → 0 %),每一點都等讀值穩定後再記錄。從兩個方向逼近每個點,可以看出遲滯,也就是同一壓力下上升與下降讀值的差異。

4. 計算誤差

誤差通常以跨度的百分比表示。4–20 mA 輸出的跨度是 16 mA:

誤差(跨度 %)= (I量測 − I預期) ÷ 16 mA × 100

例:50 % 時預期輸出 12.00 mA,量到 12.08 mA:

誤差 = (12.08 − 12.00) ÷ 16 × 100 = 跨度的 +0.50 %
容許範圍:跨度 ±0.5 % +1.0+0.50 −0.5−1.0 0 %25 %50 % 75 %100 % 測試點(跨度 %) 誤差(跨度 %) 50 % 處遲滯 ≈ 0.22 % 上升 下降
圖 2 — 把校前誤差畫成圖。每一點都在 ±0.5 % 以內,所以這台傳送器合格。上升線和下降線之間的差距就是遲滯。

把每一點和該迴路規定的容許誤差(例如跨度 ±0.5 %)比較。如果每一點都在容許範圍內,就把結果同時記為校前與校後,校正即完成。

校正紀錄範例

測試點施加預期上升 (mA)下降 (mA)最大誤差結果
0 %0.0 bar4.004.0084.024+0.15 %合格
25 %2.5 bar8.008.0198.053+0.33 %合格
50 %5.0 bar12.0012.03212.067+0.42 %合格
75 %7.5 bar16.0016.04016.061+0.38 %合格
100 %10.0 bar20.0020.04820.048+0.30 %合格

5. 必要時調整

零點誤差 每一點偏移量相同 → 零點微調 跨度誤差 誤差隨量程增大 → 跨度微調 理想 實際
圖 3 — 兩種最常見誤差的樣子。零點誤差使整條線平移;跨度誤差則改變斜率。

在智慧型(HART)傳送器上,感測器微調(sensor trim)和重設量程(re-ranging)是兩回事。感測器微調修正的是傳送器讀取壓力的準確度;重設量程只是改變哪個壓力對應 4 mA 和 20 mA,並不能修正量測誤差。

6. 記錄「校後」讀值

調整後再完整做一次五點上升與下降檢查,記錄為校後結果。紀錄中要包含日期、標準器編號與校正證書到期日、技術人員姓名,以及採用的容許誤差。

7. 恢復運轉

拆下測試設備,裝回所有堵頭或洩放閥。依現場的操作順序把歧管閥恢復到運轉位置。確認控制系統上的讀值與製程狀況相符後,再把迴路交還給操作人員。

小提示:校前讀值是紀錄中最有價值的部分。累積幾次校正後,就能看出儀表漂移的速度,並據此判斷校正週期可以延長還是應該縮短。

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