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如何消除混乱并阅读规格表以确定压力测量设备的实际精度

编辑:ca88会员登录入口发表时间:2018-07-09


压力表

    没有令人兴奋的产品规格表。充满了数字和数字的行以及在制造商之间切换的格式,难怪为什么规格表难以做出明智的决策。在实际操作条件下,很容易不确定压力装置的性能和精度。

    一个主要的挑战是没有行业规则来管理压力表制造商如何编写他们的产品规格和数据表。一些企业在特定的受控条件下宣传他们的表现。其他人将他们的实际数字埋在密集的电子表格和复杂的公式中。有时,重要的数字根本没有公布。

本文概述了如何消除混乱并阅读规格表以确定压力测量设备的实际精度。

准确性声明

    准确性声明定义了设备的准确性。设备必须满足几个条件才能在此公布的规范下运行。这些限制并不总是明确公开,包括:

随着时间推移稳定

压力范围

补偿温度范围

    精确度声明必须包括线性度,滞后,可重复性,温度和稳定性的所有潜在影响。如果缺少其中任何一项,则必须将它们包含在内,以便对设备进行全面评估。

随着时间推移稳定

    每个压力设备都允许一些测量随时间漂移。关键的设计要求是限制校准后特定时间段的漂移量。这段时间称为“随时间变化的稳定性” - 仪表保持精度声明中指定精度的时间间隔。夸大产品性能的一种简单方法是缩短此间隔,或避免发布它,从而模糊随时间发生的准确性降低。应在此间隔结束时重新校准产品。虽然对于某些应用来说,较短的周期和更频繁的校准可能是可接受的,但重复校准应该考虑到总体拥有成本中。如果“随时间变化的稳定性”不是“准确性声明”的一部分,

压力范围

    在工作压力范围内,设备保持其规定的精度。超出此范围 - 更高或更低 - 读数具有未知错误。在超出其压力范围的情况下操作设备也会导致仪表损坏。

某些设备警告用户不要在压力范围之外读取读数,闪烁显示或闪烁指示。在极端情况下,如果发生损坏,仪表会阻止用户完全阅读。

    在其他设备中,传感器损坏不明显。这些产品继续报告错误的读数,没有任何警告。这在模拟量表中尤为常见,模拟量表对过压敏感,无需自我诊断即可检查是否有损坏。

一些带有压阻式硅传感器的产品可以处理比其最大额定值高几倍的极端超压。如果存在水锤或其他极端超压条件的可能性,此功能非常重要。

补偿温度范围

    某些产品规定了较窄的补偿温度范围,但允许更宽的工作温度范围。这种区别很重要,因为补偿范围表示设备校正温度变化的温度。

    许多设备在室温附近的窄带中表现出优异的性能,在该频带之外的每个温度范围内都有一个小的加法器。虽然这个加法器可能看起来微不足道,但它可能会在大多数用户可能遇到的常见工作温度下迅速超过基本规范。补偿温度范围的示例可以如下。

基本精度:满量程±0.1%

补偿温度范围:18°C至28°C

温度加法器:补偿范围外每°C±0.005%满量程

校正温度影响的准确性


此样本计算演示了如何在特定温度下找到精度:补偿范围外40 C(104 F)。

例:

    仪表规格为18℃至28℃的满量程的±0.1%,加上低于18℃或高于28℃的每摄氏度满量程的±0.005%。

    测量发生在40℃,因此:40℃ - 28℃= 12℃在补偿范围之外。

    附加误差为12 C x±0.005%/ C =±0.06%。

    40 C时的精度=满量程的±0.16%,比补偿范围内的高60%。

    满量程的百分比与阅读的百分比

    压力测量装置通常被指定为满量程的百分比或读数的百分比,并且差异是显着的。如果准确性声明只是命名百分比(例如,0.1%),则通常指定满量程设备的百分比。

    满量程百分比:指定为满量程1%的200 PSI量表精确到±2 PSI,在0到200 PSI的任何点。

例:

200 PSI x±1%=±2 PSI

    该等级表示当该量表指示200 PSI时,实际压力可低至198 PSI或高至202 PSI。

    当此压力表指示100 PSI时,实际压力可能低至98 PSI,或高达102 PSI。实际上,如表1和图1所示,在PSI为零时,该仪表可以指示+2 PSI或-2 PSI,仍然符合规范。

    阅读百分比:另外200 PSI指标,指定为1%的阅读效果不同。该仪表的误差将是显示屏上当前显示的读数的±1%。在满量程时,当仪表指示200 PSI时,误差将为±2 PSI。如前所述,实际压力可能低至198 PSI或高达202 PSI。

例:

200 PSI x±1%=±2 PSI

当仪表指示100 PSI时,误差提高到±1 PSI。当仪表指示50 PSI时,误差提高到±0.5 PSI。

例:

100 PSI x±1%=±1 PSI

50 PSI x±1%=±0.5 PSI

    重要的是要注意精度不能一直提高到零 - 测量仪的性能有限。精度不能超过仪表可以显示的最小数字。

    指定为读数百分比的仪表可以通过在其压力范围的较低端切换到满量程额定值的较低百分比来解决该问题 - 例如约20%,如表2和图2所示。

例:

200 PSI的20%= 40 PSI

40 PSI时的误差x±1%=±0.4 PSI

    因此,对于最低20%的范围,低于40 PSI,该仪表的精度为±0.4 PSI。图2显示了这1%读数表的误差。

    图3比较了1%读数表和1%满量程表的误差。满量程压力是唯一一个额定值与读数百分比相同的精度与满量程表的百分比相同的点。在低于满量程的任何压力下,对读数仪表百分比的测量误差小于满量程仪表。

工厂校准

    原始工厂校准记录了仪表出厂时的操作方式。这种校准的质量在不同产品之间差异很大。最好的将包括在几个压力和温度下的测量,由NIST可追溯证书记录。

分辨率,灵敏度和显示单位


有两个与分辨率相关的问题,可能会降低仪表实际实行的精度。

    首先,最后显示的数字 - 称为最低有效数字 - 在某些仪表上可能不会以1为增量变化。它可能会以2s,3s甚至5s的增量变化。这是由于模数转换器的灵敏度不足而引起的,并且在精细减少的单位中尤其明显 - 例如毫米汞柱或公制等级如kPa。

    其次,压力表的分辨率必须足以显示压力表的精度。例如,如果某个规格要求±0.02 PSI的精度,那么仪表显示器也必须有足够的数字位数来显示±0.02 PSI的变化。如果仪表缺少显示广告准确度的分辨率,则用户应降低精度以匹配设备的分辨率。

真空

    一些仪表规格涵盖真空和正压。这些仪表通常称为复合仪表。当复合仪表以满量程的百分比指定时,了解满量程是非常重要的。

复合压力表的最大工作压力可能为100 PSI,但如果精度报表包含真空读数,则满量程可包括真空范围。由于完全真空约为-15 PSIG,因此100 PSI复合计可具有约115 PSI的组合满量程。基于此组合满量程值的错误读数将比用户希望的差15%。

    存在与压力计的性能和精度相关的各种问题。最重要的是,最重要的考虑因素是将压力表的规格与其预期应用相匹配。安装精度不足的仪表会导致测量数据存在缺陷,而安装精度过高的仪表会增加购买,校准和维护仪表的成本。虽然制造商通常会提供相关信息,但用户仍有责任根据所需的准确度和使用的设备做出明智的决策。


  


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