液位传感器的校准

液位传感器的校准

液位传感器校准程序的复杂程度取决于所需的准确度。如果精度要求不太高并且储罐相对较浅，则插入储罐中的简单量油尺就足以验证用于监测储罐中液位的任何其他形式的液位传感器的输出读数。然而，这仅提供一个校准点。其他校准点只能通过向罐中加入更多液体或从罐中清空一些液体来获得。液位的这种变化可能方便也可能不方便。然而，即使可以在不对储罐的正常使用造成太大干扰的情况下完成，但由于在确定量油尺和液体弯月面之间的准确接触点时存在模糊性，因此量油尺的读数的准确性非常有限。

如果量油尺方法不够准确或不合适，则校准液位的替代方法是使用具有垂直侧面和已知横截面积的平底的校准罐。常用的罐体有圆形底部和矩形底部。当液位传感器就位时，测量到的液体量被倒入罐中。这会逐步增加罐中的液位，并且每个步骤都会创建一个单独的校准点。在校准过程的每个阶段添加的液体量可以以其体积或质量来测量。如果测量添加的每种液体的体积，则了解罐底的横截面积可以直接计算液位。如果测量添加的每种液体的质量，则必须知道液体的比重才能计算其体积，从而计算液位。在这种情况下，使用水作为校准液体是有利的，因为它的比重是统一的并且因此简化了液位的计算。

为了测量添加的水的体积，使用校准的体积测量。如果使用 1 升量度，其典型误差为 ±0.1%。不幸的是，每次添加的水量的测量误差是累积的，因此添加10份水后可能的误差增加十倍，达到±1.0%。如果添加 20 个数量以创建 20 个校准点，则可能的误差为 ±2.0%，依此类推。

如果添加的水以其质量来测量，则在校准过程中可以获得更好的精度。这可以通过将校准罐安装在电子称重传感器上来方便地完成。这种称重传感器的典型误差是其满量程读数的±0.05%。这意味着，如果选择称重传感器，使其在罐装满时给出最大输出质量读数，则罐装满时液位测量的误差为 ±0.05%。由于校准过程中每个点都会测量水箱中水的总质量，因此测量误差不会累积。然而，对于水箱中较小体积的水，误差确实会增加，因为测量不确定度以称重传感器满量程读数的百分比表示。因此，当水箱仅充满10%时，可能的测量误差为±0.5%。这意味着水箱中水量较少时，校准误差会增加，但测量不确定度始终小于将测量的水量添加到水箱中的情况，即使水位较低。

只要有可能，校准罐中使用的液体就是水，因为这避免了使用任何其他液体所涉及的成本，并且当添加到罐中的水量按照其体积进行测量时，还使得液位的计算更简单。不幸的是，罐中使用的液体通常必须与被校准的传感器通常测量的液体相同。例如，被测液体的比重对于 静压系统 和电容式液位传感器的操作至关重要。另一个例子是使用辐射源进行液位测量，因为辐射穿过源和检测器之间的液体受到液体性质的影响。