仪表零点操作,每个仪表人必会的招式!
发布日期:2018-07-28
导读

当我们对仪表的指示值有怀疑时,就需要对仪表进行检查,最常用的方法就是先检查仪表的零点是否正确,这是关系到测量是否准备最基本的因素,往往我们就是忽略了这最基本的问题,导致了小问题,大处理的结果。那么本文将重点针对零点,帮助大家学习和提升。


仪表的零点,是指仪表测量范围的下限(即仪表在其特定精度下所能测出的最小值)。


仪表零点常见操作



1
调零


调零说白了就是把虚假数据取消,就像是压力变送器对大气压的时候应该显示零,但是表不是显示零可以将其虚假数据调零。


2
零点迁移


仪表零点迁移:仪表的输入一输出曲线的任意平行移动。也就是仪表的测量范围的平行移动。生产中常用零点迁移来改变仪表的测量范围。


首先零点迁移就是将因为测量点不同产生的数据进行迁移。比如双法兰液位计安装之后空罐的时候他是会测量到因为毛细管的压力而产生的零点漂移。这个时候就需要将零点进行迁移。


其次仪表使用一段时间后有时会产生零点漂移、迁移的现象,造成量程变大或者变小,影响测量精度.通过调整也能恢复;


零点迁移分为无迁移、负迁移和正迁移三种情况:


  • 无迁移


将正负压室分别与容器下部和上部的取压点相连通,并保证正压室与零液位等高;连接负压室与容器上部取压点的引压管中充满与容器液位上方相同的气体,由于气体密度比液体小很多,则取压点与负压室之间的静压差很小,可以忽略。设差压变送器正负压室所受的压力分别为P+和P-,则有:

P+=P0+H g,P-=p0
△P=P+ - P-= H g


可见,当H=0时,△P=0,差压变送器未受任何附加静压;当H=Hmax时,△P=△Pmax。这说明差压变送器无需迁移。


  • 正迁移



在实际安装差压变送器时,往往不能保证变送器和零液位在同一水平面上,设连接负压室与容器上部取压点的引压管中充满气体,并忽略气体产生的静压力,则差压变送器正负压室受到的压力分别为:

P+= H g+h g+P0
P-=P0
所以△P=P+ - P-= H g+h g= H g+C,

可见,当H=0时,△P= C差变受到一个附加正压差作用。使其输出I>4mA。为使H=0时,I=4mA,就需设法消去C的作用。由于C>0,故需正迁移。


  • 负迁移


当容器中液体上方空间的气体是可凝的,如水蒸汽,为保持负压室所受的液柱高度恒定,或者被测介质有腐蚀性,常常在差压变送器正负压室与取压点之间分别装有隔离灌,并充以隔离液。设隔离液的密度为ρ2,则


P+=h1 g+H g+P0
P-=h2 g+P0
所以△P= h1 g+H g- h2 g= H g-B
式中B= h1 g- h2 g

可见,当H=0时,△P=-B<0,差压变送器受到一个附加的差压作用,使其输出I<4mA。为使H=0时,差变输出I=4mA,就要消去-B的作用。由于要迁移的量为负值,因此称负迁移。 


仪表零点检查和调零方法


对压力、差压变送器则大多采取停运后检查零点的方法。


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压力变送器的检查和调零


检查零点时,要先把压力卸除,使变送器处于没有受压的状态。对于导压管较长,变送器安装位置低于采样点的蒸汽或液体压力的测量,即使压力卸除了,在导压管内仍会有泠凝水或液体存在,由于液柱静压力的影响,变送器的输出电流将大于零点电流,这是需要注意的,可采取排污来解决。还有就是要落实,原来是否采取过正迁移措施来抵消静压力的影响,以免出现错误判断,而把正常零点调乱了。


2
差压变送器的检查及调零


检查差压变送器的零点时,要先关闭三阀组的负压阀;再开平衡阀;后关正压阀。打开平衡阀的作用就是使变送器的正、负 测量室的压差等于零。对于没有迁移的变送器,观察其输出是否是4mA,否则应调零。


已使用迁移的变送器,它的正、负测量室压差等于零时,其输出不会是4mA,但可根据迁移后的量程范围,来计算它的输出电流应该是多少,并可依此来确定变送器的性能是否稳定。


3
检查热电偶温度仪表的方法


在使用现场热电偶的冷端温度是不可能等于0摄氏度,显示仪表大多具有冷端温度自动补偿功能。所以,通常采用的检查方法是短接显示仪表的输入端,观察仪表的显示值是否为室温,如果指示为室温,说明仪表基本是正常的。当然室温只是通俗的说法,严格讲短接输入端后仪表的显示值是仪表输入端子附近的环境温度。


当操作工对仪表显示的温度值有疑问时,可使用直流电位差计或其他标准表,先测量热电偶的热电势UX,然后再根据参比端、或者室温的温度值,查热电偶分度表,得到该温度所对应的热电势UO,然后把UX 和UO 相加,得到总的热电势,再查热电偶分度表就得到被测量的真实温度了。如有一支S分度的热电偶,测得热电偶的热电势UX 为12.94mV,室温28摄氏度,查表得UO =0.161mV,则UX +UO =12.94+0.161=13.101mV,查热电偶分度表知,实际温度为1295.2摄氏度。


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检查热电阻温度仪表的方法

当操作工对仪表显示的温度值有疑问时,可使用直流电阻电桥或其他标准表,测量热电阻的电阻值,再查热电阻分度表,得到该电阻值所对应的温度,就可以判断仪表的误差了。也可以用直流电阻电桥代替热电阻,向显示仪输入电阻值来检查显示仪,以判断仪表是否正常。这样的操作已属于校准范畴了;当热电阻或导线接触不良时,仪表的显示温度将是偏高的。如果出现偏低则有可能是短路。


仪表零点常见现象


  • 零点漂移

  零点漂移:指当放大电路输入信号为零(即没有交流电输入)时,由于受温度变化,电源电压不稳等因素的影响,使静态工作点发生变化,并被逐级放大和传输,导致电路输出端电压偏离原固定值而上下漂动的现象 它又被简称为:零漂 。


  • 零点漂移的形成及产生原因


  零点漂移是怎样形成的:运算放大器均是采用直接耦合的方式,我们知道直接耦合式放大电路的各级的Q点是相互影响的,由于各级的放大作用,第一级的微弱变化,会使输出级产生很大的变化。当输入短路时(由于一些原因使输入级的Q点发生微弱变化 象:温度),输出将随时间缓慢变化,这样就形成了零点漂移。


  产生零漂的原因是:产生零点漂移的原因很多,如电源电压不稳、元器件参数变值、环境温度变化等。其中最主要的因素是温度的变化,因为晶体管是温度的敏感器件,当温度变化时,其参数UBE、β、ICBO都将发生变化,最终导致放大电路静态工作点产生偏移。此外,在诸因素中,最难控制的也是温度的变化。


  • 抑制零点漂移的措施


  抑制零点漂移的措施:除了精选元件、对元件进行老化处理、选用高稳定度电源以及用第二单元中讨论的稳定静态工作点的方法外,在实际电路中常采用补偿和调制两种手段。补偿是指用另外一个元器件的漂移来抵消放大电路的漂移,如果参数配合得当,就能把漂移抑制在较低的限度之内。在分立元件组成的电路中常用二极管补偿方式来稳定静态工作点。在集成电路内部应用最广的单元电路就是基于参数补偿原理构成的差动式放大电路。调制是指将直流变化量转换为其它形式的变化量(如正弦波幅度的变化),并通过漂移很小的阻容耦合电路放大,再设法将放大了的信号还原为直流成份的变化。这种方式电路结构复杂、成本高、频率特性差。


常见仪表零点漂移解决办法


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压力传感器的零点漂移


零点热漂移是影响压力传感器性能的重要指标,受到广泛重视。国际上认为零点热漂移仅取决于力敏电阻的不等性及其温度非线性,其实零点热漂移还与力敏电阻的反向漏电有关。在这点上,多晶硅可以吸除衬底中的重金属杂质,从而减小力敏电阻的反向漏电、改善零点热漂移,提高传感器的性能。


造成压力传感器的零点漂移的主要有以下几个原因:


(1)应变片胶层有气泡或者有杂质
(2)应变片本身性能不稳定
(3)电路中有虚焊点
(4)弹性体的应力释放不完全;此外还和磁场,频率,温度等很多有关系。电漂或一些漂移都会存在,但我们可以通过一些方式缩小其范围或修正。


用零点电漂移可以消除压力传感器的热零点漂移,所谓零点漂移,是指当放大器的输入端短路时,在输入端有不规律的、变化缓慢的电压产生的现象。产生零点漂移的主要原因是温度的变化对晶体管参数的影响以及电源电压的波动等,在多数放大器中,前级的零点漂移影响最大,级数越多和放大倍数越大,则零点漂移越严重。


漂移的大小主要在于应变材料的选用,材料的结构或是组成决定其稳定性或是热敏性。


材料选好后的加工制成也很重要,工艺不同,会生产出不同效果的应变值,关键也在于通过一些老化等调节后,电桥值的稳定或程规律的变化。

漂移的调节手段很多,大都根据厂家的条件或生产需求所决定,现在大多数厂家对零点漂移都控制得很好。


2
PH计的零点漂移


PH计的零点漂移包括两方面性能:

(1)当没有信号输入时,电计电气零点的变化。

(2)在高阻抗状态下,输入一固定信号时电计的读数变化。


影响电计零点漂移的因素较多,特别是直接耦合式放大器,难以完全克服零点漂移的严重影响。当电源电压起伏变化时,放大元件特性工作状态改变,电路元件参数随周围温度变化和工作时间延续,在输入为零时输出有起伏变化,即零点漂移。采用稳压电源,对元件进行特殊处理和设计,补偿漂移的电路(差动放大电路或零点自动调整装置),可以减少零点漂移,但还没有完全消除其影响。采用交流放大电路,可以克服这种零点漂移。但是,如果调制器的质量不好(如机械振动子接触比易改变,振动子和振动电容器接触电位改变,对称的元件不一致和噪声干扰信号等)也会引起零点漂移。放大器的零点漂移与信号输入阻抗状态有关某些放大器在信号源阻抗很高时即使没有信号输入,其零点也将会有明显的漂移。克服这种漂移必须使放大器有较好的动态输入阻抗特性,输入回路的电流小而稳定。 


为了减少零点漂移、提高稳定度,pH计所采用的放大器都应用负反馈电路,采用直流负反馈不仅可以有效地提高电计的输入阻抗,还可以提高电计的稳定度,使仪器的灵敏度和量程不受电子元件参数变化的影响。 


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质量流量计的零漂


(1)安装方向。质量流量计可安装在水平或垂直管道上,安装方向取决于应用场合和介质的需要。U型质量流量计安装时,如测液体,则外壳朝下,以免管内积气,如测气体,外壳朝上,以免积冷凝液。   
(2)安装的地点。质量流量计工作要利用激励磁场,不能安装在变压器、电动机、机泵等产生大磁场的设备附近。
(3)变送器的连接。应严格按照连接电缆规定进行连接,因变送器接收的是低电平信号,所以连接不能过长,并使用厂家专用电缆。   
(4)保证流量计在非工作时的充满度,在测量液态液化气时,应注意避免液态液化气气化,因为当质量流量计中的液态液化气产生气化并达到一定比例后,流量计就有可能会出现零点漂移现象。   
(5)流量计的支撑。质量流量计是通过传感器振动实现测量,安装点不能有大的振动源,因为过大的机械应力会影响质量流量计的零点,如果这些应力是不断变化的,仪表将出现不可接受的零点漂移。传感器应由管线系统加以支撑,法兰应同心避免压缩、弯曲或扭曲。管道支撑物应尽可能*近入口与出口法兰,这些支撑物应附着在共同的结构物上。   
(6)定期检定。只有严格按照规定的日期将质量流量计送到国家指定的计量中心站进行检定,才能保证质量流量计的正常运行和精确度。   
(7)零点校正。在流量计的安装和使用中应注意根据操作工况变动或环境条件改变,即时检查零点,或作零点调整以消除漂移。
(8)安装的高度。在U型质量流量测量液态液化气时,应将流量计安装在低于附近工艺管线的位置,还要尽量远离罐区,并且最好保持流量计前后留有5米以上的直管段。


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电磁流量计的零漂

零点漂移,就是当传感器的输入信号为零时,放大器的输出并不是零。零点漂移的信号会在各级放大的电路间传递,经过多级放大后,在输出端成为较大的信号,由于传感器输出的有用信号较弱,零点漂移就可能将有用信号淹没,使电路无法正常工作。通过现场分析发现,由于电磁屏蔽缺陷,接地不良,杂散电容等引起返回电流不平衡产生共模干扰,导致电路某些参考电位变化,是造成流量计零点漂移的原因之一,其次,流量计所处的环境温度变化较大,造成电路受温度影响产生变化,也是造成零点漂移问题的原因之一。


共模干扰是指信号输入通道上共有的干扰电压。通常输入通道设计中采用的是单端对地输入方式,因此造成共模信号耦合到有用信号当中,造成零点的漂移。通过改变输入通道输入方式,把单端对地输入方式改为双端不对地输入方式即通常所说的差动输入方式,通过差动输入方式使共模干扰在输入通道上的干扰电压得以抵消,使得共模干扰产生零点漂移问题得以解决。对于环境温度变化造成的零点漂移问题,采用温度补偿技术使这一问题得到了很好的解决。即在电路中增加了环境温度检测部分,并把检测到的温度值实时传给单片机,单片机根据采到的温度变化,对电路中的一些参数进行纠偏,从而减小了环境温度变化对对电路产生的零点漂移。