一種電流/壓力傳感器的記錄校正方法

同其他任何儀器一樣，I/P的準(zhǔn)確度也會(huì)隨著時(shí)間而漂移，甚至是使整個(gè)單元失效。由于在大多數(shù)的控制環(huán)路中，準(zhǔn)確度是十分重要的，所以這種漂移和失效會(huì)導(dǎo)致重大的問題。例如：一個(gè)偏離基準(zhǔn)的I/P會(huì)使閥門部分關(guān)閉，而不是全部關(guān)閉，這樣就很可能發(fā)生泄漏。好的情況下，只會(huì)造成產(chǎn)品浪費(fèi)；壞的情況下，就會(huì)因閥門中的液體隨處流動(dòng)，而造成巨大的損失和人員傷亡。類似地，閥門的部分關(guān)閉還會(huì)引發(fā)其他問題：從延誤生產(chǎn)到影響質(zhì)量等問題。正由于這些問題，所以I/P和其他的儀器一樣，需要定期進(jìn)行校正。

I/P校正的傳統(tǒng)方法

典型的I/P校正過程需要兩種儀器：壓力計(jì)或壓力校正儀、電流源或電流校正器。需要對其他的儀器（如電流到頻率轉(zhuǎn)換器或溫度傳感器）進(jìn)行校正的技術(shù)人員可能還需要另外一些測試和信號源儀器，如頻率計(jì)或溫度校正器。如果既要校正儀器，又要給失效單元排錯(cuò)，那么就需要在測試儀器中加上數(shù)字萬用表。為了滿足這些要求，技術(shù)人員最終將不得不在不同的儀器間玩魔術(shù)似的擺弄或是經(jīng)常往來于儀表商店。

校正過程本身包括許多步驟。首先，技術(shù)人員作As Found測量；給I/P加上特定的電流，然后記下輸出壓強(qiáng)，如果這些測試顯示I/P已超出容差范圍內(nèi)，技術(shù)員就開始作As Left測試，其中包括在每個(gè)測試點(diǎn)上加最后一輪的電流源，并測量出壓強(qiáng)值。

使工作變得更復(fù)雜的是需要記錄每次測量的結(jié)果。例如，國際質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn) ISO 9000就要求記錄下所有的儀器校正結(jié)果，同樣的，屬于FDA、EPA、NRC和OSHA授權(quán)的工廠也必須滿足制定標(biāo)準(zhǔn)文件的要求。

這種記錄是十分繁瑣的，它要求技術(shù)員必須能夠靈活處理紙、筆和儀器的關(guān)系，有時(shí)候還需要中斷校正工作，以便及時(shí)記錄下測試結(jié)果。此外，技術(shù)人員通常還需要計(jì)算出每個(gè)測試中錯(cuò)誤的百分比并加以記錄。這不僅很枯燥，而且易于出錯(cuò)，這種錯(cuò)誤可能會(huì)導(dǎo)致儀器工作在正常范圍以外。最后，技術(shù)員一回到工作間，就必須開始抄寫所有的現(xiàn)場記錄。這樣又引入產(chǎn)生進(jìn)一步錯(cuò)誤的可能性。

對一個(gè)熟練的技術(shù)員來說，每個(gè)I/P的校正過程需要10～30min，此外還需加上在工作間中完成整個(gè)記錄的5～10min。

一種更好的校正方法

Fluke741B/743B/744簡介

現(xiàn)在有一種十分簡單的I/P校正方法。采用Fluke741B/743B/744，F(xiàn)luke741B和743B/744記錄式校正儀在四個(gè)主要方面簡化了技術(shù)員的校正過程：

1 減少了對多種工具的要求

741B和743B/744能夠?qū)簭?qiáng)、溫度（熱耦和RTD）、電壓、電流、阻抗和頻率等進(jìn)行校正，因而可滿足技術(shù)人員進(jìn)行各種儀器校正的所有要求，它還能同時(shí)用來進(jìn)行排錯(cuò)。

2 可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)測試

只要技術(shù)人員輸入一些關(guān)鍵的信息，其中包括初始值的高低端值、測量的高低端值、容差和測試點(diǎn)數(shù)，校正器就能自動(dòng)進(jìn)行As Found 和As Left測試。這樣就節(jié)省了技術(shù)人員的時(shí)間，并減去了手工輸入每個(gè)測試點(diǎn)值的麻煩。

3 自動(dòng)計(jì)算誤差的百分比

741B和743B/744能夠自動(dòng)計(jì)算每次測試的錯(cuò)誤百分比，并根據(jù)技術(shù)人員所輸入的容差值來判斷儀器是工作在正常范圍還是超出容限范圍。這種自動(dòng)能力不僅節(jié)省了時(shí)間，還能保證結(jié)果的準(zhǔn)確度。技術(shù)人員只需要看看屏幕上顯示表格中的結(jié)果，就可以知道I/P是否在正常范圍內(nèi)工作。如果不在正常范圍，還可知道何處超出了容差范圍。

4 自動(dòng)記錄結(jié)果

741B和743B/744能夠自動(dòng)地記錄和存儲(chǔ)測試的結(jié)果。741B可存儲(chǔ)一天的工作，而743B/744則可以存儲(chǔ)一周的工作，回到工作間后，技術(shù)員只需重新調(diào)出屏幕所顯示的結(jié)果，并把它們復(fù)制到校正表格上；或者使用743B/744和Fluke的基于 Windows的DPC/TRACK軟件，把結(jié)果下載到PC上，并以自動(dòng)的方式完成表格。

使用741B和743B/744輸入測試參數(shù)和執(zhí)行As Found及As Left測試的這一整體過程所需的時(shí)間僅5min，其中還包括記錄過程，對一個(gè)繁忙的儀器技術(shù)人員來說，這些時(shí)間上的節(jié)省就意味著工作效率的大幅增加。

741B和743B/744是專門為生產(chǎn)加工工業(yè)所設(shè)計(jì)的適用于惡劣現(xiàn)場作業(yè)的工具。無論是潮濕的氣候、粗暴的操作，還是惡劣的工廠環(huán)境，它均可提供準(zhǔn)確可靠的性能。

簡單的使用操作

使用741B和743B/744校正I/P是比較容易的，只需要將I/P輸入端接至741B或743B/744的電流源端，將I/P的輸出線連接至一個(gè)Fluke-700P壓強(qiáng)模塊上就可以了。

如果進(jìn)行As Found測試，先按下As Found鍵，然后，屏幕上就會(huì)揭示輸入各部的壓強(qiáng)和電流的0%和100%的值，以及需要校對的測試點(diǎn)的個(gè)數(shù)以及允許容差的百分比，再按下自動(dòng)測試鍵，自動(dòng)測試就開始了。它將自動(dòng)地加上每個(gè)特定的電流，測量出每個(gè)輸出壓強(qiáng)值，計(jì)算每種情況的誤差百分比，記錄下結(jié)果，并標(biāo)出超出容差范圍的部分。整個(gè)過程只需要2～3min。

如果測試的結(jié)果中有超出容差范圍的，就可以按下調(diào)整鍵，輪流選擇適當(dāng)?shù)逆I（0%、100%、50%）已進(jìn)行必要的調(diào)整。然后再按下As Left和自動(dòng)測試鍵，自動(dòng)記錄As Left測量結(jié)果。由于校正器可以記住前面的參數(shù)，這次就不必再輸入?yún)?shù)了。

最后，校正器將提示你輸入記錄號、儀器的序號和你的操作密碼，這樣就可以將某套測試結(jié)果和特定的儀器聯(lián)系起來，以便將來識別?，F(xiàn)在你可以轉(zhuǎn)向下一個(gè)儀器的校正了。

靈活的PC接口

使用743B/744和可選項(xiàng)DPC/TRACK軟件，可以用電子化方式在校正器和PC之間進(jìn)行信息傳輸。這種通信能力不僅通過自動(dòng)完成記錄過程來節(jié)省時(shí)間，還可允許以標(biāo)準(zhǔn)ASCII格式從現(xiàn)在的數(shù)據(jù)庫中輸入、輸出信息。例如，在一天的開始，管理員將今天要校正的傳感器的記錄號以及校正程序遠(yuǎn)程加載到每個(gè)技術(shù)人員的校正器中，這樣就節(jié)省了技術(shù)員手工輸入數(shù)據(jù)的時(shí)間，且不需要參考寫好的說明。同樣的，如果你的部門使用數(shù)據(jù)庫來跟蹤每個(gè)傳感器的校正狀態(tài)，你就可以在每天的工作結(jié)束前，從743B/744中下載數(shù)據(jù)并輸出到你的數(shù)據(jù)庫中，從而實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫中的自動(dòng)更新。

DPC/TRACK還可以迅速地產(chǎn)生簡明、分步的校正指令。這些指令不僅能滿足ISO 9000的要求，還能確保技術(shù)人員遵從工廠的特定程序。建立校正程序十分容易，只需點(diǎn)一下743B/744面板上的PC圖像，就好像在親自操作743B/744一樣。

利用DPC/TRACK的文本功能，可以在校正程序的前后增加自己的特殊指令。例如，可以增加打開指令來告訴技術(shù)員在何處能夠找到傳感器，如何隔離和斷開它，以及如何掛接測試儀器。類似地，也可以增加解釋如何關(guān)斷測試儀器、重新連接以及使儀器返回原狀態(tài)的關(guān)閉指令。

DPC/TRACK帶有內(nèi)置的標(biāo)準(zhǔn)報(bào)告，也可以將其打印出來以用來為校正提供硬復(fù)制記錄。也可以用ASCII格式將校正數(shù)據(jù)輸出到數(shù)據(jù)單或者數(shù)據(jù)庫應(yīng)用軟件中；在那里，不僅能夠打印出常規(guī)的報(bào)告，還可以對數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。

方便的排錯(cuò)功能

當(dāng)你接到一個(gè)修理電話時(shí)，741B和743B/744還可以兼作儀器排錯(cuò)工具，這樣就省去了回工作間拿附加的檢測和校正儀器的麻煩。它們具有數(shù)字萬用表的所有功能，能夠測量最大到300V的AC、DC電壓、最大到110mA的DC電流，最大到50kHz的頻率并可測量電阻，此外還能驗(yàn)證連續(xù)性。

例如，假設(shè)你要對一個(gè)功能不正常的I/P進(jìn)行檢測（如圖1所示），操作員說閥門已經(jīng)關(guān)閉，但是控制器顯示閥門是半開的，你首先的任務(wù)是確定 I/P本身是否是問題源。首先將I/P的輸入端連至741B或743B/744的電流源端，I/P的輸出端連至741B或743B/744的壓力模塊；然后前面就像作I/P校正那樣，加上不同數(shù)值的電流，并測出壓強(qiáng)。如果每種數(shù)值的輸入電流，輸出壓強(qiáng)值都保持正確，就說明問題不是出在I/P上。

圖1 I/P配置實(shí)例

問題的另外一個(gè)原因可能在控制器。它可能會(huì)輸出錯(cuò)誤的電流信號。你可以按照下面的步驟來檢驗(yàn)這種可能性：先去掉一個(gè)引線，將741B和743B/744和控制器的輸出端串聯(lián)起來，然后用741B和743B/744的電流測量功能測出輸出電流。

如果問題既不是出在I/P也不是出在控制器，那么你下一步該做的就是檢測閥門，看它是否接受到正確的壓強(qiáng)信號。你可以將閥門連接到I/P的輸出端，或者將閥門的反饋放大器連接到741B和743B/744的壓強(qiáng)模塊，它將顯示閥門實(shí)際受到的壓力。

如果作用在閥門或閥門的反饋放大器上的壓強(qiáng)不正確，而I/P輸出的壓強(qiáng)卻是正確的，這就說明管道系統(tǒng)和裝配部件存在泄漏。利用一個(gè)低廉的手動(dòng)閥門和T型接頭（共需花10～15美元），就可檢驗(yàn)出管道系統(tǒng)和裝配部件的有效性。首先斷開I/P與管道系統(tǒng)的連接。將手動(dòng)閥門連接到兩者之間。

將T型頭連接在手動(dòng)閥門之后，T型頭的一端連接到741B和743B/744的壓強(qiáng)模塊，另外一端連接到所要測試的線路。連接如圖2所示。

圖2 用來驗(yàn)證管道和配接系統(tǒng)的配置

一旦線路中的壓強(qiáng)達(dá)到穩(wěn)定，就可以關(guān)閉手動(dòng)閥門，停止I/P方向來的人和空氣流動(dòng)，然后用741B和743B/744的壓強(qiáng)測量功能來監(jiān)視線路的壓強(qiáng)。如果不存在泄漏，線路的壓強(qiáng)會(huì)保持穩(wěn)定。如果線路壓強(qiáng)連續(xù)地下降，就肯定存在泄漏。為了解決這個(gè)問題，你就必須擰緊裝配部件或更換管道系統(tǒng)。

在某些情況下，I/P經(jīng)常被用在溫度控制環(huán)路中。在這種控制環(huán)路中主要用蒸汽流來控制環(huán)路。如圖3中所示，一個(gè)環(huán)路組成主要為：一個(gè)用來測量溫度的熱耦或RTD、一個(gè)給控制器傳輸電信號的溫度傳送器，一個(gè)將控制器輸出信號變?yōu)閴簭?qiáng)的I/P以及一個(gè)控制蒸汽流動(dòng)的氣動(dòng)閥門。

圖3 溫度控制環(huán)路實(shí)例

如果I/P、控制器給I/P的輸出以及加載閥門上的輸入壓強(qiáng)都被測過，下一步就是用741B和743B/744的電壓測量功能測量控制器的輸入電壓。控制器由指示部分和控制部分組成，因而必須對兩者都檢測。如果指示器的指示與741B和743B/744的測量電壓相符，就說明這部分工作正常。

如果控制器確實(shí)在控制，但存在偏差（例如，設(shè)置點(diǎn)為50%，而儀器卻控制在52%），問題就在于控制器可能沒有校正。為了驗(yàn)證是否為這種情況，應(yīng)該用741B和743B/744對控制器作一次校正，在每個(gè)測試點(diǎn)上加上電流并測試電壓。如果經(jīng)過校正，控制器還沒有減小偏差，問題就可能在于內(nèi)部控制模式，需要進(jìn)行元件級的排錯(cuò)。

如果發(fā)現(xiàn)控制器也沒有問題，下一步的工作就是檢測溫度傳送器的校正。這時(shí)，只需要正確的選擇741B和743B/744的溫度源模式（熱耦合或RTD），并同時(shí)測量溫度傳送器的輸出電流即可。

節(jié)省大量的時(shí)間

741B和743B/744可以在許多方面節(jié)省時(shí)間。它可以根據(jù)你的說明自動(dòng)地進(jìn)行校正，而不需要手動(dòng)輸入每個(gè)測試點(diǎn)的源值和測試值；還可以自動(dòng)計(jì)算誤差的比分比，在節(jié)省時(shí)間的同時(shí)保證了準(zhǔn)確度。它除了能夠在實(shí)質(zhì)上校正進(jìn)行加工過程中的各種儀器以外，還能對不同的誤差進(jìn)行排錯(cuò)，所以不需要為附加的測試和測量儀器而返回工作間。它們可自動(dòng)記錄結(jié)果，因而就不必中斷校正過程而去進(jìn)行現(xiàn)場記錄。此外，如果你使用741B和743B/744和可選項(xiàng) DTC/TRACK軟件，它還可以自動(dòng)填寫一些必要的表格。

由于要奔忙于大多數(shù)的儀器商店，許多儀器測試人員都抱怨他們沒有足夠的時(shí)間進(jìn)行他們所必須做的預(yù)防性的維護(hù)工作，主要是忙于到處“滅火”。 741B和743B/744的出現(xiàn)，則解決了這個(gè)問題。它能使技術(shù)人員抽出時(shí)間，合理安排好各項(xiàng)工作，而不必總是處于“滅火救災(zāi)”的狀態(tài)。