实际差压变送器的应用中，零点迁移的介绍

零点迁移(偏移) zero shift当输入处于范围下限值时，由于某些影响量引起的输出值的变化。当下限值不为零值时，亦称为始点迁移(偏移)。以仪表的输入信号(被测量)相对于量程作为横坐标，以输出信号相对于信号范围作为纵坐标，则可以画出仪表的输入/输出特性曲线，设其为直线关系。特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。以仪表的输入信号(被测量)相对于量程作为横坐标，以输出信号相对于信号范围作为纵坐标，则可以画出仪表的输入/输出特性曲线，设其为直线关系。

特性曲线平移而曲线斜率不变称为零点迁移。应用差压变送器测量液面时，如果差压变送器的正、负压室与容器的取压点处在同一水平面上，就不需要迁移。而在实际应用中，出于对设备安装位置和便于维护等方面的考虑，测量仪表不一定都能与取压点在同一水平面上;又如被测介质是强腐蚀性或重粘度的液体，不能直接把介质引入测压仪表，必须安装隔离液罐，用隔离液来传递压力信号，以防被测仪表被腐蚀。这时就要考虑介质和隔离液的液柱对测压仪表读数的影响。差压变送器测量液位安装方式主要有三种，为了能够正确指示液位的高度，差压变送器必须做一些技术处理——即迁移。迁移分为无迁移、负迁移和正迁移。

无迁移

将差压变送器的正、负压室与容器的取压点安装在同一水平面上。设A点的压力为P-，B点的压力为P+，被测介质的密度为ρ，重力加速度为g，则ΔP= P+- P-=ρgh+ P-- P-=ρgh;如果为敞口容器，P-为大气压力，ΔP=P+=ρgh，由此可见，如果差压变送器正压室和取压点相连，负压室通大气，通过测B点的表压力就可知液面的高度。当液面由h=0变化为h=hmax时，差压变送器所测得的差压由ΔP=0变为ΔP=ρghmax，输出由4mA变为20mA。假设差压变送器对应液位变化所需要的仪表量程为30kPa，当液面由空液面变为满液面时，所测得的差压由0变为30kPa。

负迁移

为了防止密闭容器内的液体或气体进入差压变送器的取压室，造成引压管线的堵塞或腐蚀，在差压变送器的正、负压室与取压点之间分别装有隔离液罐，并充以隔离液，其密度为ρ1 。当H=0时，P+=ρ1gh1 P-=ρ1g(H+h1)ΔP= P+- P-=-ρ1gH当H=Hmax时，P+=ρ1gh1 +ρgH P-=ρ1g(H+h1)ΔP= P+- P-=ρgH-ρ1gH=(ρ-ρ1)gH当H=0时，ΔP=-ρ1gH，在差压变送器的负压室存在一静压力ρ1gH，使差压变送器的输出小于4mA。当H=Hmax时，ΔP=(ρ-ρ1)gHmax，由于在实际工作中ρ1»ρ，所以，在最高液位时，负压室的压力也远大于正压室的压力，使仪表输出仍小于实际液面所对应的仪表输出。这样就破坏了变送器输出与液位之间的正常关系。为了使仪表输出和实际液面相对应，就必须把负压室引压管线这段H液柱产生的静压力ρ1gH消除掉，要想消除这个静压力，就要调校差压变送器,也就是对差压变送器进行负迁移，ρ1gH这个静压力叫做迁移量。

在实际使用差压变送器的过程中，经常考虑它的维护和安装。为便于操作，取压点与测量仪表之间会有水平差，或当被测介质有强腐蚀性、粘度过高等限制因素时，会对整个压力测量过程造成一定障碍，甚至可能影响仪器的测量精度。因此，为了尽可能地实现差压变送器的精确测量，通常采用差压变送器零点迁移技术。

差压变送器零点迁移分类

本质上讲，零点迁移共包括3种形式，分别是无迁移、正迁移和负迁移，其中正迁移和负迁移较为常见，以下则是对这两种迁移的介绍。

1. 正迁移

变送器安装位置与测量液位水平高度不同是实际测量中的普遍现象，如图1所示为一种迁移形式。

图1 变送器正迁移原理图(来自工控论坛，下同)

根据观察，该容器为敞口容器，h为变送器安装位置与测量液位的水平高度差，进而可以得到与压力差ΔP相关函数关系式ΔP=ρgH+ρgh。

当差压变送器输出压力大于4mA时，除保证差压变送器正压室内留有一部分静压外，并假定差压变送器的安装位置与测量液位保持在同一水平，即H为0;所以当H取最大值时，就又能得到ΔP=ρgH+ρgh的等式，此时变送器的输出压力已经超出了极限值20mA，由此说明，由ρgh产生的静压力属于多余部分，，必须消除冗余部分，才能得到一种迁移类型，称为正迁移。

2. 负迁移

如图2所示为负迁移的原理图，如果使用差压变送器的取压室，将密闭容器中的液体或气体注入取压室，测量管线会受到很大程度的损坏，甚至严重腐蚀，为了密闭容器内的液体或者气体流窜。因此，将隔离罐分别安装到了差压变送器的正负压室与取压点之间，并且注入了密度为ρ1的隔离液。

图2 变送器负迁移原理图

如果分别假设H为0和最大值时，那么就可以得到压力差ΔP两种不同的数值情况，这也恰恰说明了当H为0时，4mA为差压变送器的极限值，而但H为最大值时，隔离液实际密度要远远超出预想值。

因此，当液位计处于最高位置时，由于负压室压力高于正压室压力，液位计的实际输出压力与理论计算不符，严重影响液位与变送器输出压力的平衡。经分析，为了保持实际液位与仪表的关系，最根本的措施是消除负压室吸入管的静压，在此过程中需要采用差压变送器的负迁移技术。

差压变送器零点迁移故障探讨

1.正迁移故障

在判断正迁移状态下差压变送器的测量精度时，会遇到以下两个问题：一是仪表输出错误。如果安装了正常操作顺序，应先关闭差压变送器三阀组的正、负压测量，然后打开平衡阀，排空仪表塞，4mA的极限值应远高于仪器的输出值。如果仪表输出值高于极限值，说明操作装置被堵塞，最可能的故障部位是三阀组和正压室引线;二是偏移或零位显示异常。

当正压室测压点和放空开关依次关闭和打开时，仪表输出正常时，仪表输出应为4mA。如果偏移或零位很小，仪器的输出值将明显低于4mA。相反，如果仪器的输出值大于4mA，此时零位或迁移也会增加。此外，隔离液外漏或者是未装满会导致正负压室有隔离液渗入现象的发生。

2.负偏移故障

在判断正迁移状态下差压变送器的测量精度时，一般有两种操作：一是关闭差压变送器三阀组正、负压测量，然后打开平衡阀，放空仪表塞。此时，20mA应为仪表输出值;之后将正压室取压点和放空开关依次进行关闭、打开操作后，4mA应该是仪表输出值，两次操作过后，仪表输出值均与实际不符的话，那么问题可能出现在以下几个方面：①迁移量发生改变;②零位没找准;③正负压室引线不流通;④隔离液渗漏。