工業(yè)過程檢測與控制中，壓力儀表占現(xiàn)場儀表的三分之一左右。電容式壓力變送器作為壓力測量與流量測量儀表的核心部件，其工作原理為當(dāng)外界壓力作用于隔離膜片，隔離膜片發(fā)生變形引起δ室內(nèi)的傳遞介質(zhì)流動，導(dǎo)致施加預(yù)加張力的中心測量膜片在壓差作用下產(chǎn)生變形位移，引起固定電極和測量膜片之間距離的變化，從而使二者電容量發(fā)生改變，電路控制部分將電容量的變化轉(zhuǎn)換成電壓的變化，生成輸出信號，利用電學(xué)方法間接測量得到壓力差值或壓力值。

同時電容式壓力變送器是直接與被測介質(zhì)接觸的現(xiàn)場儀表，常在高溫、腐蝕、振動、沖擊等環(huán)境中工作。由于工藝流程的大型化、復(fù)雜化及智能化的未來發(fā)展要求，對檢測儀表的精度、穩(wěn)定性、可靠性提出了更高的要求。據(jù)相關(guān)研究表明，我國自行研發(fā)的中高檔儀器儀表的性能參數(shù)已與國外產(chǎn)品十分接近，但受制于工業(yè)性能測試評估體系的缺失，導(dǎo)致影響儀表可靠性的指標(biāo)尚不明確，無法評估儀表的可靠度，有可能出現(xiàn)故障漏報和誤報現(xiàn)象，因此，在綜合電容式壓力變送器儀表的三大誤差影響精度因素的基礎(chǔ)上，本文分析溫度和測量膜片預(yù)加張力對于電容式壓力變送器測量精度的影響。對于電容式壓力變送器測量精度的溫度影響，已經(jīng)有一系列的相關(guān)研究。

徐國傳分析了電容式壓力變送器的綜合誤差主要由儀表本身的測量精度A，環(huán)境溫度變化帶來的誤差T以及靜壓變化帶來的誤差S3部分構(gòu)成。由此可見，環(huán)境溫度變化對于變送器的測量精度的影響不容忽視。使用電容式差壓變送器測量時，需要對溫度誤差進(jìn)行補償或校正，減少其對測量精度的影響。趙東峰說明了電容式壓力變送器δ室內(nèi)的傳遞介質(zhì)會隨溫度變化從而對測量精度產(chǎn)生影響，這是溫度誤差產(chǎn)生的一個主要因素。杜建生分析了電容式壓力變送器實際使用情況下的各類故障，存在由于測量介質(zhì)溫度過高導(dǎo)致膜盒組件靠近測量端側(cè)的δ室內(nèi)的傳遞介質(zhì)膨脹導(dǎo)致儀器儀表損壞的實例。

在實際情況中，存在由溫度引起的電容式壓力變送器的零點漂移誤差，并且漂移誤差會隨溫度變化而變化。鄭萍等說明了壓力變送器如何選擇溫度電阻，通過溫度補償電路進(jìn)行溫度誤差的補償。由于是通過3個溫度點來進(jìn)行溫度電阻的選擇，溫度電阻的選擇方法簡單，調(diào)節(jié)范圍有限，很容易因為溫度電阻選擇不恰當(dāng)導(dǎo)致壓力測量不準(zhǔn)確。蒲明輝等針對差動平行極板初始極距不同的問題進(jìn)行誤差分析，得到一種誤差校正方法。揣榮巖等分析了電容式雙動極板的結(jié)構(gòu)特性，發(fā)現(xiàn)其線性范圍提高，降低了非線性范圍。

盡管目前針對電容式壓力變送器的溫度影響因素的研究眾多，但是這些分析與研究結(jié)果大多是聚焦于單純的溫度變化及其補償研究，對于電容式壓力變送器內(nèi)部結(jié)構(gòu)部件耦合溫度影響分析涉及不多。事實上，通過電容式壓力變送器的工作原理可知，其內(nèi)部構(gòu)件測量膜片的預(yù)加張力對于溫度誤差也有十分重要的影響。

王思仁通過對電容式壓力變送器工作原理的分析得到電容式壓力變送器是由測量環(huán)節(jié)和轉(zhuǎn)換環(huán)節(jié)構(gòu)成開環(huán)結(jié)構(gòu)設(shè)計，雖然結(jié)構(gòu)簡單，但是由于開環(huán)，各個環(huán)節(jié)的誤差會按照1∶1的關(guān)系傳遞到后級。孟岳分析了電容薄膜真空計的感壓膜片的預(yù)加張力與位移的關(guān)系，其在不同預(yù)加張力作用下受到不同壓力載荷產(chǎn)生的位移變化是不同的。因此測量膜片結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變疊加上溫度誤差，會對整機性能產(chǎn)生不可忽視的影響。

審核編輯 黃宇