壓力傳感器測(cè)試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種測(cè)試裝置，特別涉及一種壓力傳感器測(cè)試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]壓力傳感器是將壓力轉(zhuǎn)換為電信號(hào)輸出的傳感器,是一種電控制器件。壓力傳感器在測(cè)試的時(shí)候也有很多的因素影響，首先是被測(cè)介質(zhì)的兩種壓力通入高、低兩壓力室，低壓室壓力采用大氣壓或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的兩側(cè)隔離膜片上，通過(guò)隔離片和元件內(nèi)的填充液傳送到測(cè)量膜片兩側(cè)。壓力傳感器是由測(cè)量膜片和兩側(cè)絕緣片上的電極各組成一個(gè)電容器。當(dāng)兩側(cè)壓力不一致時(shí)，致使測(cè)量膜片產(chǎn)生位移，其位移量和壓力差成正比，故兩側(cè)電容量就不等，通過(guò)振蕩和解調(diào)環(huán)節(jié)，轉(zhuǎn)換成和壓力成正比的信號(hào)。
[0003]壓力傳感器要達(dá)到精度要求，就需要準(zhǔn)確的檢測(cè)，必須要標(biāo)準(zhǔn)的壓力源，給待測(cè)傳感器壓力，按照壓力的大小和輸出信號(hào)的變化量，對(duì)待測(cè)傳感器進(jìn)行校準(zhǔn)，采用精密壓力傳感器測(cè)出值作為壓力源，通過(guò)軟件算法校準(zhǔn)待測(cè)壓力傳感器。
[0004]精密壓力傳感器用來(lái)測(cè)量待測(cè)壓力傳感器，是非常合理有益的試驗(yàn)，能夠真實(shí)、準(zhǔn)確的反映待測(cè)壓力傳感器的測(cè)量精度，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、零部件選型、產(chǎn)品性能檢測(cè)提供了一定的依據(jù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的，就在于解決上述問(wèn)題，提供一種壓力傳感器測(cè)試裝置。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種壓力傳感器測(cè)試裝置，包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)調(diào)理電路、電源電路、精密壓力傳感器、待測(cè)壓力傳感器、氣泵、四通接頭、三通接頭和儲(chǔ)氣罐；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與上位機(jī)雙向通信相連，信號(hào)調(diào)理電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雙向通信相連，電源電路分別與氣泵及信號(hào)調(diào)理電路電連接，精密壓力傳感器、待測(cè)壓力傳感器和氣泵分別與信號(hào)調(diào)理電路電信相連，氣泵、精密壓力傳感器和待測(cè)壓力傳感器還分別通過(guò)氣路與四通接頭相連，四通接頭的另一接口與三通接頭相連，三通接頭的另一接口與儲(chǔ)氣罐相連。
[0007]所述上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接采用串口連接、USB總線連接或PCI總線連接。
[0008]所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有模擬量輸入AD、模擬量輸出DA、數(shù)字量輸入DI和數(shù)字量輸出DO功能。
[0009]發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，操作方便，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，適用于壓力傳感器的性能測(cè)試，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、零部件選型、產(chǎn)品檢測(cè)提供依據(jù)。
【附圖說(shuō)明】
[0010]圖1是本發(fā)明壓力傳感器測(cè)試裝置的電氣結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2是本發(fā)明的氣動(dòng)回路原理圖；
[0012]圖3是本發(fā)明裝置的工作程序流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參見(jiàn)圖1、圖2，本發(fā)明壓力傳感器測(cè)試裝置，包括上位機(jī)1、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2、信號(hào)調(diào)理電路3、電源電路4、精密壓力傳感器5、待測(cè)壓力傳感器6、氣泵7、四通接頭8、三通接頭9和儲(chǔ)氣罐10。其中，數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2與上位機(jī)I雙向通信相連，信號(hào)調(diào)理電路3與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2雙向通信相連，電源電路4分別與氣泵7及信號(hào)調(diào)理電路3電連接，精密壓力傳感器5、待測(cè)壓力傳感器6和氣泵7分別與信號(hào)調(diào)理電路3電信相連，氣泵7、精密壓力傳感器5和待測(cè)壓力傳感器6還分別通過(guò)氣路與四通接頭8相連，四通接頭8的另一接口與三通接頭9相連，三通接頭9的另一接口與儲(chǔ)氣罐10相連。
[0014]本發(fā)明中的上位機(jī)I通過(guò)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2向外發(fā)送控制信號(hào)，經(jīng)過(guò)信號(hào)調(diào)理電路3控制氣泵和精密壓力傳感器5，精密壓力傳感器5和待測(cè)壓力傳感器6同時(shí)發(fā)出壓力反饋信號(hào)，又通過(guò)信號(hào)調(diào)理電路3、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)反饋至上位機(jī)1，上位機(jī)I對(duì)接收到的信號(hào)進(jìn)行處理，從而判斷待測(cè)壓力傳感器的性能，計(jì)算壓力值，將結(jié)果通過(guò)人機(jī)界面與操作者交互，并將數(shù)據(jù)保存。
[0015]本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)2，可將上位機(jī)I的控制信號(hào)通過(guò)數(shù)字DO 口輸出至精密壓力傳感器5、氣泵7，控制它們的通斷，也可將精密傳感器5的壓力反饋信號(hào)通過(guò)數(shù)字DI口、待測(cè)壓力傳感器6通過(guò)AD轉(zhuǎn)換輸入至上位機(jī)PCI。
[0016]本發(fā)明中的信號(hào)調(diào)理電路3具有信號(hào)隔離、濾波的功能。
[0017]本發(fā)明中的上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接采用串口連接、USB總線連接或PCI總線連接。
[0018]本發(fā)明中的數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有模擬量輸入AD、模擬量輸出DA、數(shù)字量輸入DI和數(shù)字量輸出DO功能。
[0019]本發(fā)明中的電源電路4輸入電源為工頻交流電220V50HZ，通過(guò)變壓和整流，輸出220V / 50Hz和IlOV / 60Hz交流電壓，適合不同工作電壓的氣泵，并且輸出24V、12V、5V直流電壓，為數(shù)據(jù)采集采集系統(tǒng)2、信號(hào)調(diào)理電路3、精密壓力傳感器5、待測(cè)壓力傳感器6、氣泵7提供工作電源。
[0020]圖3是本發(fā)明裝置的工作程序流程圖，本發(fā)明的工作過(guò)程是:系統(tǒng)上電后，選擇啟動(dòng)按鈕，進(jìn)入到測(cè)試頁(yè)面，啟動(dòng)氣泵裝置，選好量程和檢測(cè)點(diǎn)，精密壓力傳感器和待測(cè)壓力傳感器同時(shí)采集壓力信號(hào)，并在上位機(jī)端顯示兩組壓力值。所有檢測(cè)點(diǎn)測(cè)完后通過(guò)軟件算法得出待測(cè)壓力傳感器校準(zhǔn)直線的偏差、擬合斜率和誤差。本發(fā)明利用氣泵產(chǎn)生的壓力作為輸入量，輸入待測(cè)壓力傳感器和精密壓力傳感器的氣體壓力值，以精密壓力傳感器作為對(duì)應(yīng)真值的參考值(實(shí)際有誤差)，進(jìn)行氣體壓力數(shù)據(jù)采集。由于每次采集的時(shí)間存在誤差，因此需先將兩個(gè)傳感器的輸出量與輸入的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)進(jìn)行線性插值，從而可獲得一系列校準(zhǔn)數(shù)據(jù)或曲線。本發(fā)明采用線性插值中的多項(xiàng)式函數(shù)擬合形式設(shè)定若干可選擇的量程，并根據(jù)需要，將壓力傳感器全量程(測(cè)量范圍)分成若干等間距，獲取一組標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)，將待測(cè)壓力傳感器的取值設(shè)定為X，精密壓力傳感器的取值設(shè)定為1，對(duì)于每一個(gè)參數(shù)，精密壓力傳感器與待測(cè)壓力傳感器同時(shí)動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)采集數(shù)據(jù)，并分別記錄下與各輸入值相對(duì)應(yīng)的兩個(gè)壓力傳感器的輸出值，然后采用二二次多項(xiàng)式擬合公式將X和I擬合成一條曲線，即可得到以誤差最小原則作為“最優(yōu)”標(biāo)準(zhǔn)構(gòu)造的逼近函數(shù)曲線方程，然后將設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)數(shù)據(jù)作為新的X，得出其一系列的P (χ)值，將其與從目標(biāo)方程I (x) =X中得出的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)點(diǎn)y(X)進(jìn)行直線擬合，從而可以得到待測(cè)壓力傳感器校準(zhǔn)直線的偏差、擬合斜率和誤差。從而判斷是否在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，如在設(shè)定的標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，則判斷待測(cè)壓力傳感器精度符合要求，否則，判斷待測(cè)壓力傳感器精度不符合要求。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種壓力傳感器測(cè)試裝置，其特征在于:包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)調(diào)理電路、電源電路、精密壓力傳感器、待測(cè)壓力傳感器、氣泵、四通接頭、三通接頭和儲(chǔ)氣罐；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與上位機(jī)雙向通信相連，信號(hào)調(diào)理電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雙向通信相連，電源電路分別與氣泵及信號(hào)調(diào)理電路電連接，精密壓力傳感器、待測(cè)壓力傳感器和氣泵分別與信號(hào)調(diào)理電路電信相連，氣泵、精密壓力傳感器和待測(cè)壓力傳感器還分別通過(guò)氣路與四通接頭相連，四通接頭的另一接口與三通接頭相連。三通接頭的另一接口與儲(chǔ)氣罐相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器測(cè)試裝置，其特征在于:所述上位機(jī)與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)的連接采用串口連接、USB總線連接或PCI總線連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓力傳感器測(cè)試裝置，其特征在于:所述數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)具有模擬量輸入AD、模擬量輸出DA、數(shù)字量輸入DI和數(shù)字量輸出DO功能。
【專利摘要】一種壓力傳感器測(cè)試裝置，包括上位機(jī)、數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、信號(hào)調(diào)理電路、電源電路、精密壓力傳感器、待測(cè)壓力傳感器、氣泵、四通接頭、三通接頭和儲(chǔ)氣罐；數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與上位機(jī)雙向通信相連，信號(hào)調(diào)理電路與數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)雙向通信相連，電源電路分別與氣泵及信號(hào)調(diào)理電路電連接，精密壓力傳感器、待測(cè)壓力傳感器和氣泵分別與信號(hào)調(diào)理電路電信相連，氣泵、精密壓力傳感器和待測(cè)壓力傳感器還分別通過(guò)氣路與四通接頭相連，四通接頭的另一接口與三通接頭相連，三通接頭的另一接口與儲(chǔ)氣罐相連。本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、經(jīng)濟(jì)，操作方便，測(cè)試結(jié)果準(zhǔn)確的特點(diǎn)，適用于壓力傳感器的性能測(cè)試，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)、零部件選型、產(chǎn)品檢測(cè)提供依據(jù)。
【IPC分類】G01L27-00
【公開(kāi)號(hào)】CN104776956
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410018358
【發(fā)明人】崔海坡, 李哲龍, 周勛, 廖躍華, 沈力行, 尚昆
【申請(qǐng)人】上海理工大學(xué)
【公開(kāi)日】2015年7月15日
【申請(qǐng)日】2014年1月15日