摘要: 針對壓力控制器計量檢定過(guò)程中當輸入壓力達到設定值時(shí)，壓力控制器的觸頭通斷比較突然，檢定員無(wú)法及時(shí)準確地記錄數據的問(wèn)題，采用智能數字校驗儀的開(kāi)關(guān)測量功能，在進(jìn)行控壓范圍和設定點(diǎn)( 值) 的檢定時(shí)，自動(dòng)記錄壓力控制器觸頭通斷時(shí)的壓力值，該方法可以提高檢定結果的可靠性，減輕檢定員的工作負擔，增加工作效率，具有較好的應用前景。
壓力控制器是工業(yè)過(guò)程測量與控制中控制壓力的一種專(zhuān)用儀表，其工作原理是當輸入壓力達到設定值時(shí)即可進(jìn)行控制或報警，工程中常稱(chēng)為壓力開(kāi)關(guān)。目前，壓力控制器常見(jiàn)的有機械式和電子式兩大類(lèi)，其中機械式壓力控制器( 開(kāi)關(guān))為純機械形變導致微動(dòng)開(kāi)關(guān)動(dòng)作，工作原理是當系統內壓力高于某一個(gè)設定壓力時(shí)，感壓元件( 如膜片、膜盒、波紋管、彈簧管、活塞等) 的自由端產(chǎn)生位移，通過(guò)連接導桿推動(dòng)開(kāi)關(guān)內碟片瞬時(shí)發(fā)生移動(dòng); 當壓力降至額定的恢復值時(shí)，碟片瞬時(shí)反向移動(dòng)，開(kāi)關(guān)自動(dòng)復位，#終輸出一個(gè)開(kāi)關(guān)量的電信號。在進(jìn)行該類(lèi)壓力控制器的檢定時(shí)，當壓力值的改變導致開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)，給檢定人員的反應時(shí)間較短，因此進(jìn)行數據記錄時(shí)的可靠性無(wú)法保證，且檢定人員在壓力變化的過(guò)程中需要不斷注意電信號的改變，工作效率低。
為此，筆者使用智能數字壓力校驗儀的開(kāi)關(guān)測量功能對壓力控制器進(jìn)行檢定，該功能在選擇開(kāi)關(guān)的觸發(fā)方式后，可以在進(jìn)行開(kāi)關(guān)檢定時(shí)自動(dòng)記錄開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)的壓力值，該方法可以提高檢定結果的可靠性，減輕檢定員的工作負擔，增加工作效率，具有較好的應用前景。
1 壓力控制器的檢定項目
壓力控制器的檢定項目主要有標示、外觀(guān)、控壓范圍、設定點(diǎn)偏差、重復性誤差、切換差、絕緣電阻和絕緣強度等。在進(jìn)行控壓范圍和設定點(diǎn)偏差的檢定時(shí)都可以用到智能數字壓力校驗儀的開(kāi)關(guān)測量功能，下面詳細說(shuō)明這2 個(gè)檢定項目。
控壓范圍是指對設定點(diǎn)可調的控制器，將設定點(diǎn)調至#大( 若切換差可調，將切換差調至#小) ，對控制器由零緩慢地增加至觸點(diǎn)動(dòng)作，此時(shí)在標準器上讀出的壓力值為設定點(diǎn)#大值得上切換值; 再將設定點(diǎn)調至#小，使控制器壓力緩慢減少至觸點(diǎn)動(dòng)作，在標準器上讀出此時(shí)的壓力值為設定點(diǎn)的#小值的下切換值。設定點(diǎn)固定的控制器不進(jìn)行控壓范圍檢定。
設定點(diǎn)偏差是指將設定點(diǎn)調至控制器量程下限附近的標度處( 若切換差可調，將切換差調至#小) ，逐漸增加壓力，當標準器的指示壓力接近設定點(diǎn)時(shí)再緩慢地增加輸入壓力逼近檢定點(diǎn)至觸電動(dòng)作，此時(shí)在標準器上讀出的壓力值為上切換值，然后緩慢地減少壓力至觸電動(dòng)作，此時(shí)在標準器上讀出的壓力值為下切換值。如此進(jìn)行3個(gè)循環(huán)可得上切換值或下切換值的平均值。再將設定點(diǎn)調至控制器量程上線(xiàn)附近的標度處進(jìn)行同樣的檢定。
2 智能數字壓力校驗儀開(kāi)關(guān)測量功能
目前智能數字壓力校驗儀的壓力開(kāi)關(guān)測量功能已發(fā)展得較為智能。以國內的一款智能數字壓力校驗儀為例，該校驗儀上電后，默認的方式為無(wú)觸發(fā)。常見(jiàn)的幾種開(kāi)關(guān)測量的操作方法如下。
( 1) 無(wú)觸發(fā)。開(kāi)關(guān)測量中，只檢測開(kāi)關(guān)通斷，不鎖定屏幕。
( 2) 斷到通觸發(fā)。當開(kāi)關(guān)狀態(tài)由斷到通瞬間，鎖定屏幕，此時(shí)屏幕顯示觸發(fā)瞬間的壓力值和開(kāi)關(guān)狀態(tài)。如果用戶(hù)想重新開(kāi)始一次新的觸發(fā)，按“ ”鍵即可，工作方式如圖1 所示。
( 3) 通到斷觸發(fā)。當開(kāi)關(guān)狀態(tài)由通到斷瞬間，鎖定屏幕，這時(shí)屏幕顯示觸發(fā)瞬間的壓力值和開(kāi)關(guān)狀態(tài)。如果用戶(hù)想重新開(kāi)始一次新的觸發(fā)，按“ ”鍵即可。
( 4) 斷到通再到斷雙觸發(fā)。這種觸發(fā)方式是
( 2) 和( 3) 的組合。在開(kāi)關(guān)測量中，它的工作過(guò)程分三步，工作方式如圖2 所示。
第1 步: 斷到通觸發(fā)后，屏幕鎖定。按“ ”鍵后，屏幕解除鎖定。
第2 步: 通到斷觸發(fā)后，屏幕鎖定。按“ ”鍵后，屏幕解除鎖定。
第3 步: 回到第1 步執行，重新開(kāi)始1 次新的斷到通到斷雙觸發(fā)測量。
此功能非常適用于檢測常開(kāi)壓力開(kāi)關(guān)的回差。
( 5) 通到斷再到通雙觸發(fā)。這種觸發(fā)方式是
( 3) 和( 2) 的組合。在開(kāi)關(guān)測量中，它的工作過(guò)程分3 步:
第1 步: 通到斷觸發(fā)后，屏幕鎖定。按“ ”鍵后，屏幕解除鎖定。
第2 步: 斷到通觸發(fā)后，屏幕鎖定。按“ ”鍵后，屏幕解除鎖定。
第3 步: 回到第1 步執行，重新開(kāi)始1 次新的斷到通到斷雙觸發(fā)測量。
此功能非常適用于檢測常閉壓力開(kāi)關(guān)的回差。
3 試驗驗證
為了更好地說(shuō)明智能數字壓力校驗儀在壓力控制器檢定中的應用，筆者選取了型號為Const273 智能數字壓力校驗儀作為主標準器和型號為J120、壓力調節范圍為0. 7 ～ 3. 9 MPa 的壓力開(kāi)關(guān)作為樣品進(jìn)行一次檢定工作，展示此方法的優(yōu)勢。該開(kāi)關(guān)切換差不可調，設定點(diǎn)可調，智能壓力校驗儀選擇量程0 ～ 4 MPa，電氣插孔選擇SW 和COM 擋。
當智能壓力校驗儀兩接線(xiàn)端選擇連接壓力傳感器的NO 端和COM 端時(shí)，選擇開(kāi)關(guān)測量模式中的斷通斷雙觸發(fā)模式。
在進(jìn)行檢定時(shí)緩慢加壓，接線(xiàn)端NO 與接線(xiàn)端COM 線(xiàn)路斷開(kāi)，校驗儀觸發(fā)狀態(tài)如圖3 ( a) 所示;當壓力升至1. 435 MPa 時(shí)，接線(xiàn)端NO 與接線(xiàn)端COM 線(xiàn)路連通，校驗儀觸發(fā)狀態(tài)如圖3 ( b) 所示;當壓力降至1. 428 MPa 時(shí)，接線(xiàn)端NO 與接線(xiàn)端COM 線(xiàn)路斷開(kāi)，校驗儀觸發(fā)狀態(tài)如圖3 ( c) 所示。切換差為0. 007 MPa。
與此同時(shí)，為了比較此方法的好處，采用萬(wàn)用表監測開(kāi)關(guān)通斷，人工計數的常規方法同時(shí)進(jìn)行這項工作，將2 種方法得到的結果進(jìn)行比對，如表1 所示。
從表1 的數據對比可以看出，使用智能數字壓力校驗儀在時(shí)間上比人工進(jìn)行判斷和計數節省約6 min 的時(shí)間，說(shuō)明使用校驗儀進(jìn)行壓力開(kāi)關(guān)的檢定可以節約1 倍以上的時(shí)間。此外，在上、下切換差的試驗時(shí)，數據整體明顯要大一些，而且波動(dòng)較大，這主要是因為檢定人員在進(jìn)行檢定時(shí)，不僅要進(jìn)行壓力調節，還要進(jìn)行數據記錄。其中，進(jìn)行上切換值檢定時(shí)，壓力不斷上升，從信號觸發(fā)瞬間到檢定人員反應過(guò)來(lái)期間，壓力還要上升一些，因此記錄的數據要大一些; 下切換值要小一些的原因類(lèi)似。因此在進(jìn)行切換差的計算時(shí)，得到的切換差就會(huì )較大。
4 結論
本文針對壓力開(kāi)關(guān)在檢定過(guò)程中不容易記錄數據的問(wèn)題，選擇SC-YBS-WY 智能數字壓力校驗儀作為標準器，使用其開(kāi)關(guān)測量功能，該功能在進(jìn)行控壓范圍、設定點(diǎn)( 值) 和切換值的檢定時(shí)，自動(dòng)記錄壓力控制器觸頭通斷時(shí)的壓力值。試驗證明，這種方法可以有效提高壓力開(kāi)關(guān)檢定的效率和精度。
