摘要: 針對壓力控制器計量檢定過程中當(dāng)輸入壓力達(dá)到設(shè)定值時，壓力控制器的觸頭通斷比較突然，檢定員無法及時準(zhǔn)確地記錄數(shù)據(jù)的問題，采用智能數(shù)字校驗儀的開關(guān)測量功能，在進(jìn)行控壓范圍和設(shè)定點( 值) 的檢定時，自動記錄壓力控制器觸頭通斷時的壓力值，該方法可以提高檢定結(jié)果的可靠性，減輕檢定員的工作負(fù)擔(dān)，增加工作效率，具有較好的應(yīng)用前景。
壓力控制器是工業(yè)過程測量與控制中控制壓力的一種專用儀表，其工作原理是當(dāng)輸入壓力達(dá)到設(shè)定值時即可進(jìn)行控制或報警，工程中常稱為壓力開關(guān)。目前，壓力控制器常見的有機(jī)械式和電子式兩大類，其中機(jī)械式壓力控制器( 開關(guān))為純機(jī)械形變導(dǎo)致微動開關(guān)動作，工作原理是當(dāng)系統(tǒng)內(nèi)壓力高于某一個設(shè)定壓力時，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，通過連接導(dǎo)桿推動開關(guān)內(nèi)碟片瞬時發(fā)生移動; 當(dāng)壓力降至額定的恢復(fù)值時，碟片瞬時反向移動，開關(guān)自動復(fù)位，#終輸出一個開關(guān)量的電信號。在進(jìn)行該類壓力控制器的檢定時，當(dāng)壓力值的改變導(dǎo)致開關(guān)動作時，給檢定人員的反應(yīng)時間較短，因此進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄時的可靠性無法保證，且檢定人員在壓力變化的過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(shù)字壓力校驗儀的開關(guān)測量功能對壓力控制器進(jìn)行檢定，該功能在選擇開關(guān)的觸發(fā)方式后，可以在進(jìn)行開關(guān)檢定時自動記錄開關(guān)動作時的壓力值，該方法可以提高檢定結(jié)果的可靠性，減輕檢定員的工作負(fù)擔(dān)，增加工作效率，具有較好的應(yīng)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(biāo)示、外觀、控壓范圍、設(shè)定點偏差、重復(fù)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(shè)定點偏差的檢定時都可以用到智能數(shù)字壓力校驗儀的開關(guān)測量功能，下面詳細(xì)說明這2 個檢定項目。
控壓范圍是指對設(shè)定點可調(diào)的控制器，將設(shè)定點調(diào)至#大( 若切換差可調(diào)，將切換差調(diào)至#小) ，對控制器由零緩慢地增加至觸點動作，此時在標(biāo)準(zhǔn)器上讀出的壓力值為設(shè)定點#大值得上切換值; 再將設(shè)定點調(diào)至#小，使控制器壓力緩慢減少至觸點動作，在標(biāo)準(zhǔn)器上讀出此時的壓力值為設(shè)定點的#小值的下切換值。設(shè)定點固定的控制器不進(jìn)行控壓范圍檢定。
設(shè)定點偏差是指將設(shè)定點調(diào)至控制器量程下限附近的標(biāo)度處( 若切換差可調(diào)，將切換差調(diào)至#小) ，逐漸增加壓力，當(dāng)標(biāo)準(zhǔn)器的指示壓力接近設(shè)定點時再緩慢地增加輸入壓力逼近檢定點至觸電動作，此時在標(biāo)準(zhǔn)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作，此時在標(biāo)準(zhǔn)器上讀出的壓力值為下切換值。如此進(jìn)行3個循環(huán)可得上切換值或下切換值的平均值。再將設(shè)定點調(diào)至控制器量程上線附近的標(biāo)度處進(jìn)行同樣的檢定。
2 智能數(shù)字壓力校驗儀開關(guān)測量功能
目前智能數(shù)字壓力校驗儀的壓力開關(guān)測量功能已發(fā)展得較為智能。以國內(nèi)的一款智能數(shù)字壓力校驗儀為例，該校驗儀上電后，默認(rèn)的方式為無觸發(fā)。常見的幾種開關(guān)測量的操作方法如下。
( 1) 無觸發(fā)。開關(guān)測量中，只檢測開關(guān)通斷，不鎖定屏幕。
( 2) 斷到通觸發(fā)。當(dāng)開關(guān)狀態(tài)由斷到通瞬間，鎖定屏幕，此時屏幕顯示觸發(fā)瞬間的壓力值和開關(guān)狀態(tài)。如果用戶想重新開始一次新的觸發(fā)，按“ ”鍵即可，工作方式如圖1 所示。
( 3) 通到斷觸發(fā)。當(dāng)開關(guān)狀態(tài)由通到斷瞬間，鎖定屏幕，這時屏幕顯示觸發(fā)瞬間的壓力值和開關(guān)狀態(tài)。如果用戶想重新開始一次新的觸發(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。在開關(guān)測量中，它的工作過程分三步，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(zhí)行，重新開始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壓力開關(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。在開關(guān)測量中，它的工作過程分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(zhí)行，重新開始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關(guān)的回差。
3 試驗驗證
為了更好地說明智能數(shù)字壓力校驗儀在壓力控制器檢定中的應(yīng)用，筆者選取了型號為Const273 智能數(shù)字壓力校驗儀作為主標(biāo)準(zhǔn)器和型號為J120、壓力調(diào)節(jié)范圍為0. 7 ～ 3. 9 MPa 的壓力開關(guān)作為樣品進(jìn)行一次檢定工作，展示此方法的優(yōu)勢。該開關(guān)切換差不可調(diào)，設(shè)定點可調(diào)，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(dāng)智能壓力校驗儀兩接線端選擇連接壓力傳感器的NO 端和COM 端時，選擇開關(guān)測量模式中的斷通斷雙觸發(fā)模式。
在進(jìn)行檢定時緩慢加壓，接線端NO 與接線端COM 線路斷開，校驗儀觸發(fā)狀態(tài)如圖3 ( a) 所示;當(dāng)壓力升至1. 435 MPa 時，接線端NO 與接線端COM 線路連通，校驗儀觸發(fā)狀態(tài)如圖3 ( b) 所示;當(dāng)壓力降至1. 428 MPa 時，接線端NO 與接線端COM 線路斷開，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，為了比較此方法的好處，采用萬用表監(jiān)測開關(guān)通斷，人工計數(shù)的常規(guī)方法同時進(jìn)行這項工作，將2 種方法得到的結(jié)果進(jìn)行比對，如表1 所示。
從表1 的數(shù)據(jù)對比可以看出，使用智能數(shù)字壓力校驗儀在時間上比人工進(jìn)行判斷和計數(shù)節(jié)省約6 min 的時間，說明使用校驗儀進(jìn)行壓力開關(guān)的檢定可以節(jié)約1 倍以上的時間。此外，在上、下切換差的試驗時，數(shù)據(jù)整體明顯要大一些，而且波動較大，這主要是因為檢定人員在進(jìn)行檢定時，不僅要進(jìn)行壓力調(diào)節(jié)，還要進(jìn)行數(shù)據(jù)記錄。其中，進(jìn)行上切換值檢定時，壓力不斷上升，從信號觸發(fā)瞬間到檢定人員反應(yīng)過來期間，壓力還要上升一些，因此記錄的數(shù)據(jù)要大一些; 下切換值要小一些的原因類似。因此在進(jìn)行切換差的計算時，得到的切換差就會較大。
4 結(jié)論
本文針對壓力開關(guān)在檢定過程中不容易記錄數(shù)據(jù)的問題，選擇SC-YBS-WY 智能數(shù)字壓力校驗儀作為標(biāo)準(zhǔn)器，使用其開關(guān)測量功能，該功能在進(jìn)行控壓范圍、設(shè)定點( 值) 和切換值的檢定時，自動記錄壓力控制器觸頭通斷時的壓力值。試驗證明，這種方法可以有效提高壓力開關(guān)檢定的效率和精度。
