有着最大量程比的检测仪并不代表其检测精度最高。本文将祥细解读厂商所提供的数据表和量程比表示的含义，以及在选购检测仪器时应注意的问题。

Bernd Reichert 本文作者系Wika公司过程变送器领域负责人。

如果没有压力变送器和过程变送器之间的本质区别，量程比是流程工艺设备检测仪器的一个重要特性指标。在压力检测技术领域中有些用户在特定的检测任务中更愿意选用过程监控变送器，因为它提供了单独的设置、调整量程或者量程缩放的可能性。为这种检测仪编写的控制程序使它能够只对那些流程工艺中非常重要的检测范围内的情况进行检测。

量程比简化了物流

大多数情况下，传感器生产厂家提供的检测传感器检测范围都是从相对或者绝对零压力开始的。但有时候这一低压范围内的压力数值根本不在流程工艺设备的监控范围之内。例如，用户关心的是整个量程范围内较高的20%量程，因为在压力升高到一定的数值后要打开安全保护装置，而这种情况在压力较低的流程范围内是绝不会发生的。对传感器检测范围进行调整、使其在上半量程范围内充分的利用好4~20mA的信号值，这是只有过程监控变送器能做到的，压力变送器是做不到的。

另外，具有量程比功能的检测仪还给物流业带来了一个好处，技术服务部门只需一种标准型型号的产品就可以了，只需在使用现场按照所需的流程工艺压力进行量程比的调整就能使其很好地完成检测和监控任务。即便是在出现故障后也可以及时从仓库中取来一个备件，在实验室或者车间里稍加调整就可以换下有故障的传感器。

是什么带来了高价值?

基于这样的性能，使得量程比成为一个非常成功的卖点。在激烈的市场竞争中，流程工艺检测仪的生产厂家常常都以奥运会的口号“更高、更快、更远”来吸引潜在的客户群。在他们的检测仪性能数据表中往往都强调了量程比，给出了很高的量程比数值，利用量程比的优势使其仪器“脱颖而出”。

这种销售战略已经非常常见。一般情况下，采购人员并不决定为设备购买哪种检测技术的检测仪。他们只是按照工程师提出的检测仪类型和型号进行采购。但在决定买哪个品牌，什么型号的流程工艺检测仪器时，在关键时刻量程比成为了至关重要的因素。例如，某生产厂家标注其产品的量程比为20:1，另一个竞争对手标准量程比为300:1，这时采购员就会认为也许数值大的性能就好，最终按照厂商给出的数值的大小进行购买。

量程比数值越大就真的意味着产品性能越好吗?为了能够更好地回答这一问题，需要了解一下量程缩放的目的，即从检测范围开始到结束都能最佳的利用好检测信号。以储罐充填量检测为例。储罐管理者要可靠地保证储罐中的存储余量大约在50%左右，基于安全考虑，储罐中的填充量至少保证有20%的余量。

何时量程比最有意义?

这样，储罐管理者所需要的检测范围在储罐整个充填高度的50%~80%之间。为了对这一储罐填充量进行检测，储罐管理者购置了一个对储罐全程进行检测的充填量检测仪。例如10m高，或者100kPa。与之配套的过程变送器的工作范围为0~100kPa。但实际需要监控的只有50%~80%的充填量，相应的压力刻度范围为50~80kPa，也就是说，规定的检测量程差为30kPa。从基本测量范围(100kPa)与要求的测量范围(30kPa)之比得到的量程比为100:30，或者3.3:1。在压力达到50kPa时输出4mA信号，在压力达到80kPa时输出20mA的信号。这两个输出信号是模拟量信号输出的物理极限值，也是Hart总线信号与4~20mA电流信号相互重叠的范围(参见曲线图)。

以上的应用实例是一个在生产中经常出现的应用实例。与检测仪本身的检测范围相比，量程缩放的范围只剩了1/3，相对较小。若购买了一个量程比为300:1的检测仪，则它就变得更小了。回到刚才所举的例子中，储罐管理者可用的压力范围100kPa的300:1只有0.33kPa。换一种表达方式，最大量程10m的高度缩小到了33mm。

检测精度

在考虑量程比的同时绝对不可忽视的问题就是过程变送器的检测精度。检测精度会成比例的减小量程比的数值。若管理者决定购买了一个高精度的变送器，检测精度为仪器设备量程的0.1%。那么在量程比3:1之后得到的最大允许偏差就达到了调整后检测范围的0.3%。把这一误差范围换算成充填量高度，得到的数值为3000mm×0.33%=±10mm。这一误差数值在充填量检测中是可以接受的，也是常见的误差数值。但有些过程变送器的量程比可达5:1，以检测仪的整个流程为基础。这时，在储罐管理的例子中管理者需要使用精度高5倍的检测传感器来保证允许的0.1%允许误差，也就是说需要使用检测精度为0.02%的检测传感器。

变送器的检测性能并没有因量程比而得到改善，储罐管理者使用300:1量程比这样的检测仪例子就能够清楚的说明问题了。在他完成量程设置之后，检测误差高达33%，相当于在33mm的检测范围内有11mm的检测误差。在实践中，很多检测结果都能说明这一问题。

量程比并不是越大越好

“数据表中的量程比数值越大，检测仪的精度就越高”的观点不会被认可。一个数值或者一个比值的含义或许在技术上容易实现。但是，在流程工艺技术领域中不一定能实现。在流程工艺技术领域中，流程工艺检测仪的选择是一件非常复杂的工作，压力、温度、湿度、生产过程的条件和振动，使用期间内可能出现的磨损等因素也都是必须考虑的。所以，在采购选择时只考虑量程比有很大的局限性。最终选择的产品应保证在确定了所有的流程工艺过程参数之后得到精确的检测结果，误差在允许范围内。

图1 利用过程变送器对储罐设备进行检测

图2 所选例子中的压力-电流图：从基本测量范围(1000mbar)与要求的测量范围(300mbar)之比得到的量程比为1000:300，或者3.3:1。