压力传感器标定实验系统，压力传感器标定测试系统
2024-07-04 12:40
DB-GD08 压力传感器标定实验系统
一、概述
压力测量设备在工程上应用广泛，种类繁多。对压力测量设备的关键部件压力传感器的标定是保证设备精度的最重要环节。因此，压力传感器标定实验是《热工检测技术》课程教学的重要组成部分，通过该实验能加深学生对自动检测技术理论的理解，使学生更好的学好这门工程基础课，了解传感器动态响应特性的对动压测量的重要性和测量及处理方法。压力传感器标定实验系统用活塞式静压力校验设备同时校验安装在同一压力腔室的工业用远传压力表、压力传感器的静态和动态压力特性；用压力波发生装置产生交变压力信号，用以上几种压力传感器同时测量这一压力信号，测量各压力传感器的动态特性。各压力传感器输出由计算机采集和分析，以加深学生对压力检测技术的理解，提高运用微机对各压力传感器进行静态和动态性能分析的能力。压力传感器标定实验系统技术先进，适用于生产厂家的产品质量检验和教学科研的需要。
二、 实验目的
(1) 掌握压力传感器特性校准的方法和设备使用；
(2) 了解不同压力传感器的动态响应特性；
(3) 分析各种压力传感器的动态压力响应特性；
(4) 掌握基本信号处理技术的应用。
依据标准
1、GB/T1526-1989 《信息处理数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图、系统资源图的文件编制符号及约定》；
2、GB/T8567-1988 《计算机软件产品开发文件编制指南》；
3、GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》；
4、ZB/N04009-88《工业自动化仪表盘通用技术条件》。
三、实验原理
传感器的标定，就是通过实验建立传感器输入量和输出量之间的关系，同时也确定出不同使用条件下的误差关系。
静态校准：用活塞式静压力校验设备同时校验安装在同一压力腔室的工业用远传压力表、压力传感器的静态和动态特性。动态压力测量：用压力波发生装置产生交变压力信号。用以上几种压力传感器同时测量这一压力信号，各压力传感器输出由计算机采集和分析，通过一系列的标定曲线得到其特性指标。
四、测控项目
实验装置主要由稳态压力波发生装置、工业用远传压力表、低响应频率的压力传感器、高频压力传感器、开关电源、数据采集板卡、计算机以及管路组成，系统结构简图如图1所示。
为了各压力传感器的静态和动态校准，系统采用自制的管路系统连接压力波发生装置，在管路上安装工业用远传压力表、动态响应压力传感器等装置。在进行静态校准时，关闭截止阀f、c，打开其余截止阀，通过砝码来分别进行工业用远传压力表、动态响应压力传感器的校准；在进行动态校准时，关闭截止阀a、c，打开其余截止阀，由压力波发生装置对管路系统产生交变的压力信号。在进行静态和动态校准时，由安装其上的工业用远传压力表、动态响应压力传感器等各种传感器检测检测稳态或交变的压力信号，并将信号转换为标准工业信号或485信号传递给数据采集板卡，计算机则实时采集板卡的各传感器转换后的信号，并采用自主研发的上位机软件对所采集的压力信号进行数据分析和处理，获得各传感器所采集的稳态和交变压力，并实现对各压力传感器的静态和动态标定。
(1) 掌握压力传感器特性校准的方法和设备使用；
(2) 了解不同压力传感器的动态响应特性；
(3) 分析各种压力传感器的动态压力响应特性；
(4) 掌握基本信号处理技术的应用。
依据标准
1、GB/T1526-1989 《信息处理数据流程图、程序流程图、系统流程图、程序网络图、系统资源图的文件编制符号及约定》；
2、GB/T8567-1988 《计算机软件产品开发文件编制指南》；
3、GB50171-92《电气装置安装工程盘、柜及二次回路结线施工及验收规范》；
4、ZB/N04009-88《工业自动化仪表盘通用技术条件》。
三、实验原理
传感器的标定，就是通过实验建立传感器输入量和输出量之间的关系，同时也确定出不同使用条件下的误差关系。
静态校准：用活塞式静压力校验设备同时校验安装在同一压力腔室的工业用远传压力表、压力传感器的静态和动态特性。动态压力测量：用压力波发生装置产生交变压力信号。用以上几种压力传感器同时测量这一压力信号，各压力传感器输出由计算机采集和分析，通过一系列的标定曲线得到其特性指标。
四、测控项目
实验装置主要由稳态压力波发生装置、工业用远传压力表、低响应频率的压力传感器、高频压力传感器、开关电源、数据采集板卡、计算机以及管路组成，系统结构简图如图1所示。
为了各压力传感器的静态和动态校准，系统采用自制的管路系统连接压力波发生装置，在管路上安装工业用远传压力表、动态响应压力传感器等装置。在进行静态校准时，关闭截止阀f、c，打开其余截止阀，通过砝码来分别进行工业用远传压力表、动态响应压力传感器的校准；在进行动态校准时，关闭截止阀a、c，打开其余截止阀，由压力波发生装置对管路系统产生交变的压力信号。在进行静态和动态校准时，由安装其上的工业用远传压力表、动态响应压力传感器等各种传感器检测检测稳态或交变的压力信号，并将信号转换为标准工业信号或485信号传递给数据采集板卡，计算机则实时采集板卡的各传感器转换后的信号，并采用自主研发的上位机软件对所采集的压力信号进行数据分析和处理，获得各传感器所采集的稳态和交变压力，并实现对各压力传感器的静态和动态标定。
图1 测试系统图
1-砝码；2-测量活塞；3-活塞筒；4-远传压力表；5-油杯；6-高频压力传感器；7-低频压力传感器；8-采集控制柜；
9-手轮；10-丝杆；11-工作活塞；12-工作液；a, b, c, d, e, f, g-截止阀
五、试验台功能
数据采集巡检周期可由用户自动设定，最小周期为每隔10秒刷新1次，最大周期为每1分钟刷新1次。
计算机能够在线显示各点压力数据，并能在线绘制这些数据对应于时间的变化曲线。
可在计算机上预览测试结果，相关参数经确认后，可自动存入数据库。
可按文件名或者实验标号在计算机内调阅、打印试验记录或结果。
各压力传感器的在线标定。
六、 试验台特点
结构简单、安装方便；
测试过程具有直观、快速、准确、方便；
系统采用高精度压力变送器，只要在实验前进行零点调整即可。实验过程中不需要频繁调零。压力值的测量被转换成对标准信号，提高了系统的测量精度与可靠性。
采用ADuC812为核心的数据采集板，提高了系统的可靠性。
测控软件采用C# 多线程的编程技术，提高了系统的实时性，同时引入ActiveX虚拟仪器控件，构成了具有Windows操作风格、虚拟仪器为一体的测控界面。
七、技术参数
检测压力量程：0.6MPa
压力传感器精度：1%FS
压力传感器工作介质温度：-40℃～＋125℃
压力表精度：1.6级
输出信号：4～20mA
压力波发生装置压力≤0.25MPa
电机功率：0.55kW
通讯方式：RS232/485
活塞式压力计YS-2.5，精度0.05级；
远传压力表YTT-150，精度1.6级，量程0 ~ 250kPa；
压力传感器YSZT-22，精度0.25级，量程0 ~ 250kPa；
压力传感器PT310-250K133，精度0.5级，量程0 ~ 250kPa；
空气压缩机EWS06-08，最大压力0.8MPa；
9-手轮；10-丝杆；11-工作活塞；12-工作液；a, b, c, d, e, f, g-截止阀
五、试验台功能
数据采集巡检周期可由用户自动设定，最小周期为每隔10秒刷新1次，最大周期为每1分钟刷新1次。
计算机能够在线显示各点压力数据，并能在线绘制这些数据对应于时间的变化曲线。
可在计算机上预览测试结果，相关参数经确认后，可自动存入数据库。
可按文件名或者实验标号在计算机内调阅、打印试验记录或结果。
各压力传感器的在线标定。
六、 试验台特点
结构简单、安装方便；
测试过程具有直观、快速、准确、方便；
系统采用高精度压力变送器，只要在实验前进行零点调整即可。实验过程中不需要频繁调零。压力值的测量被转换成对标准信号，提高了系统的测量精度与可靠性。
采用ADuC812为核心的数据采集板，提高了系统的可靠性。
测控软件采用C# 多线程的编程技术，提高了系统的实时性，同时引入ActiveX虚拟仪器控件，构成了具有Windows操作风格、虚拟仪器为一体的测控界面。
七、技术参数
检测压力量程：0.6MPa
压力传感器精度：1%FS
压力传感器工作介质温度：-40℃～＋125℃
压力表精度：1.6级
输出信号：4～20mA
压力波发生装置压力≤0.25MPa
电机功率：0.55kW
通讯方式：RS232/485
活塞式压力计YS-2.5，精度0.05级；
远传压力表YTT-150，精度1.6级，量程0 ~ 250kPa；
压力传感器YSZT-22，精度0.25级，量程0 ~ 250kPa；
压力传感器PT310-250K133，精度0.5级，量程0 ~ 250kPa；
空气压缩机EWS06-08，最大压力0.8MPa；