CN103575461A - 传感器检验系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种传感器检验系统和方法，包括液压加力系统，标准传感器，待检验传感器，数据采集器，温度传感器和数据处理器；液压加力系统包括：立柱，下梁，上梁，固定装置，液压装置。将标准传感器和待检验传感器设置于传感器检验装置上；对二者施加力；分别记录它们的第一示数、第二示数，温度传感器的温度示数，并发送给处理器；比较第二示数相对第一示数的差异。本发明结构简单，不需要额外使用砝码，更为轻便。另外，基于本发明的传感器检验系统的检验方法，操作步骤简单可以到客户设备处现场检验。同时，在检验过程中结合当前温度，来判别待检验传感器是否合格，更加精确。

Description

传感器检验系统和方法

技术领域

本发明涉及仪器检测技术领域，特别是涉及一种传感器检验系统和方法。

背景技术

力的计量仪器和力传感器的检定一般在技术监督局或计量院进行，主要的测试手段是重力砝码式检测法。检测原理是给力传感器施加量程范围内的重量砝码，对砝码的重量和力传感器的读数进行对比，计算误差判定传感器是否合格。大量程的力传感器需要用户拆卸力传感器送到计量院检测，检测周期较长耽误了用户仪器设备的使用。

计量院的重量计量砝码较为精密，砝码的配重提升和编组施加有一套复杂的装置，所以不可能携带成吨的计量砝码去现场检验。计量重力传感器需要定期强制检验，那么客户送检力传感器到计量院所会付出较大时间和交通成本，同时客户的仪器设备停运也会造成很大损失。

发明内容

在下文中给出关于本发明的简要概述，以便提供关于本发明的某些方面的基本理解。应当理解，这个概述并不是关于本发明的穷举性概述。它并不是意图确定本发明的关键或重要部分，也不是意图限定本发明的范围。其目的仅仅是以简化的形式给出某些概念，以此作为稍后论述的更详细描述的前序。

本发明的一个主要目的在于提供一种结构简单、校准精度较高、使用方便的液压加力系统。

为了实现上述目的，提供一种传感器检验系统，包括：液压加力系统、标准传感器、待检验传感器、数据采集器、温度传感器和数据处理器；所述液压加力系统包括：至少一个立柱；下梁，固定连接于所述立柱的第一端；上梁，设置于所述立柱的第二端，并与所述下梁平行；固定装置，用于将所述标准传感器和所述待检验传感器纵向同轴串联于所述上梁和下梁之间；以及，液压装置，设置在所述下梁上，用于对所述标准传感器和待检验件施加拉力或压力；所述标准传感器、待检验传感器和温度传感器分别经所述数据采集器与所述数据处理器连接。

本发明还提供一种基于上述传感器检验系统的传感器检验方法，包括如下步骤：步骤一：通过固定装置将标准传感器和待检验传感器纵向同轴串联地设置于传感器检验装置上；步骤二：通过液压装置对纵向同轴串联的标准传感器和待检验传感器施加拉力或压力；步骤三：通过数据采集器分别记录所述标准传感器的第一示数、所述待检验传感器的第二示数、和温度传感器的温度示数，并将所述第一示数、第二示数和温度示数发送给处理器；步骤四：根据温度示数确定第二示数与第一示数的允许误差范围，比较第一示数和第二示数的误差是否落到所述允许差异范围内，如果落入所述允许差异范围则待检验传感器合格，否则根据所述差异校准所述待检测传感器。

相比于现有技术，本发明的有益效果为：本发明的传感器检验系统结构简单，使用液压加力系统提供检验时所需要的拉力或者压力，不需要额外使用砝码，本发明传感器检验系统结构更为轻便。另外，基于本发明的传感器检验系统的检验方法，也具有简单的操作步骤，这些使得本发明的传感器检验系统可以到客户设备处现场检验，使用方便，具有与传统检验方式相比更能节省时间、交通花费等优点。同时，在检验过程中结合当前温度，来判别待检验传感器是否合格，更加精确。

附图说明

参照下面结合附图对本发明实施例的说明，会更加容易地理解本发明的以上和其它目的、特点和优点。附图中的部件只是为了示出本发明的原理。在附图中，相同的或类似的技术特征或部件将采用相同或类似的附图标记来表示。

图1是本发明传感器检验系统的连接关系图。

图2是本发明传感器检验系统的整体结构示意图。

图3是本发明传感器检验系统中液压加力系统的示意图。

图4是本发明传感器检验方法的流程图。

具体实施方式

下面参照附图来说明本发明的实施例。在本发明的一个附图或一种实施方式中描述的元素和特征可以与一个或更多个其它附图或实施方式中示出的元素和特征相结合。应当注意，为了清楚的目的，附图和说明中省略了与本发明无关的、本领域普通技术人员已知的部件和处理的表示和描述。

参见图1，一种传感器检验系统，包括：液压加力系统、标准传感器、待检验传感器、数据采集器、温度传感器和数据处理器；所述液压加力系统包括：至少一个立柱；下梁，固定连接于所述立柱的第一端；上梁，设置于所述立柱的第二端，并与所述下梁平行；固定装置，用于将所述标准传感器和所述待检验传感器纵向同轴串联于所述上梁和下梁之间；以及，液压装置，设置在所述下梁上，用于对所述标准传感器和待检验件施加拉力或压力；所述标准传感器、待检验传感器和温度传感器分别经所述数据采集器与所述数据处理器连接。这里数据处理器收集并处理，由数据采集器发送的标准传感器、待检验传感器和温度传感器的数据，包括但不限于拉力或者压力的示数、温度示数等。

本发明的传感器检验系统结构简单，使用液压加力系统1提供检验时所需要的拉力或者压力，不需要额外使用砝码，整体结构更为轻便。另外，基于本发明的传感器检验系统的检验方法，也具有简单的操作步骤，这些使得本发明的传感器检验系统可以到客户设备处现场检验，使用方便，具有与传统检验方式相比更能节省时间、交通花费等优点。同时，在检验过程中结合当前温度，来判别待检验传感器是否合格，更加精确。

进一步，为了保证对待检验传感器2检验的精确性，标准传感器3的测量精度等级高于所述待检验传感器2的测量精度等级。当然，在检验过程中传感器是通过电源供电的，可选的由至少一个程控电源15为待检验传感器2提供恒压或者恒流电。具体的，标准传感器3和待检验传感器2都需要电源供电，而标准传感器3可以是选定好的某种类型的传感器，根据该选定好的类型，配置相应的电源，而待检验传感器2则不是选定好的，可能是各种类型的传感器，这就存在一些传感器需要恒压供电，一些需要恒流供电，因此，本发明的传感器检验系统采用程控电源，根据不同待检验传感器2的需求而提供恒压或恒流的电。另外，电源供电时出现的纹波、噪音等不利因素对传感器都有影响，所以可以采用程控电源来减少或避免这些不利因素。

继续参见图1，可选地，上述的数据采集装置包括第一数字万用表16和第二数字万用表17，这两个万用表分别将标准传感器3和待检验传感器2连接至数据处理器连接，两块万用表分别采集标准传感器和待检验传感器2的测量数据，并发送给数据处理器。还具有第三数字万用表18，将温度传感器19连接至数据处理器，第三数字万用表18采集温度传感器19的数据并发送给数据处理器。在可选的实施方式中，第一数字万用表16和第二数字万用表17采用六位半数字万用表，并且通过USB接口与数据处理器连接；数据处理器可以是计算机。这种连接方式简单，易于连接。

参见图2和3，在一种实施方式中，液压装置包括：液压缸9，固定设置在所述下梁13上；液压臂在平行于立柱的方向上运动；液压泵调整向液压缸9内液体施加的作用力的大小；换向阀6，与所述液压泵和所述液压缸9连接，用于改变液压泵向所述液压缸9内液体施加的作用力的方向。使用过程中，液压装置通过液压臂对标准传感器3和待检验感器2施加力，并且通过液压泵5调整施加力的大小，当然，通过分别与液压泵5和液压缸9连接的换向阀6，改变液压泵5向所述液压缸9内液体施加的作用力的方，即调整液压臂对标准传感器3和待检验感器2施加的力是压力还是拉力。上述的液压泵5优选的为手动液压泵。应该理解，无论施加的是压力还是拉力，标准传感器3和待检验感器2都在固定装置的作用下串联在上梁11和下梁13之间。并且，本发明优选的使用手动液压泵，保证施加力的大小能够恒定，并且能够直观的确认施加力的大小，当然，这只是优选的实施方式，其他类型的液压泵同样可以适用于本发明，如电动液压泵，但是在使用电动液压泵时，尽可能避免如电压变化等原因造成的力的不稳定。

进一步，传感器检验系统还包具有容置区域的括底座4，液压加力系统1，设置于所述底座4上方，所述数据处理器设置于所述容置区域内。在一种可选的实施方式中，底座4上设置有抽屉7，容纳与数据处理器连接的屏幕（例如在数据处理器为计算机时，这里提及的屏幕为显示器，该显示器可以为触摸屏，以方便操作使用）。此处以触摸屏为例，用于人工输入指令或控制信号，例如开始、停止检验；更优选的，这里的触摸屏可以和上述的数据处理器为一体结构，如触控一体化计算机。应该理解，这里的抽屉跟上述底座4的容置空间并不冲突，他们可以是同一个构件，也可以是不同的，例如，当触摸屏和数据处理器为触控一体化计算机时，底座4的容置空间可以是抽屉。当触摸屏和数据处理器为分体结构，通过数据线连接传递信号时，容置空间与抽屉可以不为一个构件，数据处理器容放在容置空间中，而触摸屏放入抽屉，随抽屉的抽拉而相对于底座4露出。

更为具体的，在一个优选的实施例中，立柱12数量为多个，这些立柱都彼此平行的设置，在垂直于立柱12轴心的基准面上，将每个立柱在基准面上投影，在基准面上投影形状的几何中心区域，设置上述的固定装置。应该理解，这里固定装置之所是要设置在上述几何中心，是因为在使用时，固定装置要将标准传感器3和待检验感器2固定在上梁11和下梁13之间，并由液压装置施加力，而上梁11和下梁13都设置在立柱12上，因此立柱12就要有足够的刚性，并且在具有多跟立柱时，要保证每个立柱的受力相同，以避免受力不同造成立柱形变，这会导致对标准传感器3和待检验感器2施加的力的方向发生变化，从而影响对力传感器的检验工作。例如，在立柱12为两个时，这两个立柱彼此平行，以垂直立柱12的轴心的面为基准面，这两个立柱12在基准面上的投影（为了方便描述，下面涉及“投影”均表示以垂直立柱12的轴心的面为基准面，立柱12在基准面上的投影）为一条直线，那么固定装置就设置在这条直线的中心处（几何中心区域）。如立柱12个数为三个时，根据上述，其在基准面投影为三角形，那么固定装置就设置在三角形的重心处。多个立柱设置的位置，优选地满足使上述投影形成正多边形，如三个立柱12时，投影为正三角形；五个立柱12时，投影为正五边形。当然，应该理解，上述固定装置设置的位置，是为了保证立柱12的受力均匀，保证标准传感器3和待检验感器2受力不发生方向偏移，使二者受力相同，以避免因二者受力方向不同，产生的误差，从而提高校验的精度。

进一步，上述固定装置包括：支撑部，与立柱12平行，支撑部自下而上依次设置有第一和第二安装部，分别固定标准传感器3和待检验感器2。当然，这只是一种优选实施例，固定的顺序并不是一定的，第一安装部可以固定标准传感器3，同样也可以固定待检验感器2。在一种优选的实施方式，第一安装部设置在液压装置上，而第二安装部设置在上梁11上，两个安装部彼此相对并同轴，液压装置通过第二安装部向标准传感器3和待检验感器2施加压力。这里第一安装部和第二安装部设置的位置是一种优选方式，只要能够固定标准传感器3和待检验感器2，并且保证二者受到液压装置施加的力相同即可适用于本发明。

在一种优选实施例中，上梁11的位置可调地设置于立柱的一端，其可平行立柱12的轴向移动，以此来满足对不同尺寸的待检验感器2进行检验。为了配合上述上梁11的位置可调，立柱12上设置有对上梁11进行定位的定位装置，包括：锁紧螺母10和调整环8，在上梁11调整到位后，由锁紧螺母10和调整环8对其固定。具体地，锁紧螺母10设置于上梁背向下梁的一侧，与立柱螺纹连接；调整环8，设置于上梁11面向下梁13的一侧，并与所述立柱螺纹连接。也可以是两个与立柱12螺纹连接的锁母，将上梁11夹套在两个锁母之间，已完成对上梁11的定位。当然，这是优选的实施例，能够保证上梁11可以在立柱12上调整位置，调整到位后能够将其牢靠固定于立柱12上的其他形式的定位装置同样可以用于本发明。

当然，为了方便将本发明的传感器检验系统带至客户设备处现场检验，进一步，底座4上还可以设置有把手，和/或调平器；把手用于移动所述传感器检验系统时使用，其可以是任何形式的把手，如平行于底座4上表面，并通过支架安装于底座4上的圆柱杆，或者设置在底座4侧壁上的弧形把手，只要能够实现对传感器检验系统移动都可以用在本发明。当然，为了传感器检验系统能够更方便的移动，底座4下方还可以设置滚轮。另外，在底座4上还设置有调平器，用于对底座4上表面的调平，以保证检验的精准性。当然，调平器并不限于安装在底座4上表面，只要能够保证对传感器检验系统调平，安装在其它位置也可以，如，安装在底座4的下表面，也可以安装在底座4与滚轮之间。另外，为了提高调平器调平的效果，还可以在底座4上设置水平仪，以检验是否调至水平。应该理解，这里调平是为了检验的精准性，其调平并不一定限定为“水平”，应根据传感器检验系统使用过程中的需要调节。可以理解，上述固定装置的第一安装部设置在液压装置的液压臂上，优选的，该第一安装部可以与液压臂是一体件。另外，液压缸和液压泵优选的在底座4内部，而换向阀6和在使用手动液压泵时的手动杆，优选的在底座4外部，这样，液压缸和液压泵可以得到底座4的保护，从而延长使用寿命。当然，液压缸设置在下梁上，与在底座内部并不冲突。

另外，本发明还挺一种基于上述传感器检验系统的传感器检验方法，包括如下步骤：步骤s1：通过固定装置将标准传感器和待检验传感器纵向同轴串联地设置于传感器检验装置上；

步骤s2：通过液压装置对纵向同轴串联的标准传感器和待检验传感器施加拉力或压力；

步骤s3：通过数据采集器分别记录标准传感器的第一示数、待检验传感器的第二示数、和温度传感器的温度示数，并将第一示数、第二示数和温度示数发送给处理器；

步骤s4：根据温度示数，获取预先设定的温度示数与允许误差范围关系，确定在温度示数下待检测传感器的允许误差范围，比较第二示数相对第一示数的差异是否落到允许误差范围内，如果是，则确定待检验传感器合格，否则根据允许误差范围校准待检测传感器。

上述的检验步骤操作简单，与本发明传感器检验系统配合，使得传感器检验系统可以到客户设备处现场检验，使用方便，具有与传统检验方式相比更能节省时间、交通花费等优点。同时，在检验过程中结合当前温度，来判别待检验传感器是否合格，更加精确。

为了保证检验的精确性，检验时应多次施加不同大小的拉力或压力，例如，液压装置对纵向同轴串联的标准传感器和待检验传感器施加两组以上的不同大小的拉力或压力；数据采集器记录每组的第一示数、第二示数和温度示数，并发送给数据处理器；比较每组第一示数和第二示数的误差是否落到允许差异范围内，以落入允许差异范围内为合格，计算全部组的合格率，当合格率大于等于预定合格率则待检验传感器合格，否则根据允许误差范围校准待检测传感器。

为了保证在检验过程中，标准传感器和待检验传感器的温度相同，避免因温差导致的误差，标准传感器和待检验传感器以直接接触的方式纵向串联。因为二者越接近他们温度的差异也就越小。当然，为了避免供电过程中电源对环境温度的影响，本发明可选用恒流电源为标准传感器和待检验传感器供电，例如，使用程控电源，图1中以标号15示出。

在步骤s1和步骤s2之间，还具有调整步骤s_调整：将标准传感器和待检验传感器放置于液压装置和上梁之间，调整液压装置的上梁高度，固定标准传感器和待检验传感器。通过调整上梁的高度，使标准传感器和待检验传感器能够保持稳固，同时也要避免上梁过低对两个传感器施加压力，影响最终的检测结果，简单来说，调整上梁的高度是为了使标准传感器和待检验传感器能够稳固（稳定）的放置于液压装置和上梁之间，并且尽量减少上梁对两个传感器的压力，以提高检验的精确性。

在步骤s2中，调整液压泵，使液压装置向标准传感器和待检验传感器施加拉力或者压力。将换向阀调节至第一位置，液压装置向标准传感器和待检验传感器施加拉力；或将换向阀调节至第二位置，所述液压装置向标准传感器和待检验传感器施加压力。这样，既可以用于检验压力传感器，也可以用于检测拉力传感器，当然，在检测拉力传感器时，上梁上还可以设置用于固定传感器的卡夹，并且在检测时也可以分别对标准传感器和待检验传感器施加拉力，分别记录上述的第一和第二示数。

虽然已经详细说明了本发明及其优点，但是应当理解在不超出由所附的权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下可以进行各种改变、替代和变换。而且，本申请的范围不仅限于说明书所描述的过程、设备、手段、方法和步骤的具体实施例。本领域内的普通技术人员从本发明的公开内容将容易理解，根据本发明可以使用执行与在此所述的相应实施例基本相同的功能或者获得与其基本相同的结果的、现有和将来要被开发的过程、设备、手段、方法或者步骤。因此，所附的权利要求旨在在它们的范围内包括这样的过程、设备、手段、方法或者步骤。

Claims (10)

1.一种传感器检验系统，其特征在于，包括：

液压加力系统、标准传感器、待检验传感器、数据采集器、温度传感器和数据处理器；

所述液压加力系统包括：至少一个立柱；下梁，固定连接于所述立柱的第一端；上梁，设置于所述立柱的第二端，并与所述下梁平行；固定装置，用于将所述标准传感器和所述待检验传感器纵向同轴串联于所述上梁和下梁之间；以及，液压装置，设置在所述下梁上，用于对所述标准传感器和待检验件施加拉力或压力；

所述标准传感器、待检验传感器和温度传感器分别经所述数据采集器与所述数据处理器连接。

2.根据权利要求1所述的传感器检验系统，其特征在于，

所述数据采集器包括：

第一数字万用表，分别与所述标准传感器和所述数据处理器连接，用于采集所述标准传感器的测量数据并发送给所述数据处理器；

第二数字万用表，分别与所述待测传感器和所述数据处理器连接，用于采集所述待测传感器的测量数据并发送给所述数据处理器；

第三数字万用表，分别与所述温度传感器和所述数据处理器连接，用于采集所述温度传感器的测量数据并发送给所述数据处理器。

3.根据权利要求1所述的传感器检验系统，其特征在于，

所述液压装置包括：液压缸、液压臂、液压泵和换向阀；其中：

所述液压缸固定设置在所述下梁上；

所述液压臂在平行于所述立柱的方向上运动；

所述液压泵调整向所述液压缸内液体施加的作用力的大小；

所述换向阀分别与所述液压泵和所述液压缸连接，用于改变所述液压泵向所述液压缸内液体施加的作用力的方向。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的传感器检验系统，其特征在于，

所述传感器检验系统还包括底座，具有容置区域；

所述液压加力系统设置于所述底座上方；

所述数据处理器设置于所述容置区域内。

5.一种基于权利要求1-4任意一项所述传感器检验系统的传感器检验方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一：通过固定装置将标准传感器和待检验传感器纵向同轴串联地设置于传感器检验装置上；

步骤二：通过液压装置对纵向同轴串联的标准传感器和待检验传感器施加拉力或压力；

步骤三：通过数据采集器分别记录所述标准传感器的第一示数、所述待检验传感器的第二示数、和温度传感器的温度示数，并将所述第一示数、第二示数和温度示数发送给处理器；

步骤四：根据温度示数，获取预先设定的温度示数与允许误差范围关系，确定在所述温度示数下待检测传感器的允许误差范围，比较第二示数相对第一示数的差异是否落到所述允许误差范围内，如果是，则确定所述待检验传感器合格，否则根据所述容许误差范围校准所述待检测传感器。

6.根据权利要求5所述的传感器检验方法，其特征在于，

所述液压装置对所述纵向同轴串联的标准传感器和待检验传感器施加两组以上的不同大小的拉力或压力；

所述数据采集器记录每组的拉力或压力对应的第一示数、第二示数和温度示数，并发送给数据处理器；

比较每组第一示数和第二示数的差异是否落到所述允许差异范围内，以落入所述允许差异范围内为合格，计算全部组的平均合格率，当所述平均合格率大于或等于预定合格率则确定待检验传感器合格，否则根据所述允许误差范围校准所述待检测传感器。

7.根据权利要求5或6所述的传感器检验方法，其特征在于，

所述标准传感器和所述待检验传感器以直接接触的方式纵向串联；和/或，

在检验过程中，所述程控电源向所述待检验传感器提供恒压或恒流电。

8.根据权利要求5或6所述的传感器检验方法，其特征在于，

在所述步骤一和步骤二之间，还具有调整步骤：将标准传感器和待检验传感器放置于所述液压装置和所述上梁之间，调整液压装置的上梁高度，固定所述标准传感器和待检验传感器。

9.根据权利要求5或6所述的传感器检验方法，其特征在于，

在所述步骤二中，调整所述液压泵，使所述液压装置向标准传感器和待检验传感器施加拉力或者压力。

10.根据权利要求9所述的传感器检验方法，其特征在于，所述步骤二具体包括：

将所述换向阀调节至第一位置，所述液压装置向标准传感器和待检验传感器施加拉力；或将所述换向阀调节至第二位置，所述液压装置向标准传感器和待检验传感器施加压力。

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