CN104568310A - 高温压力传感器测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种超高温度时压力传感器的测试装置，包括一端封闭另一端开放的不锈钢管1，热电阻2，三通接头5，航空插头6组成的密封测试部分，用于提供高温压力传感器测试所需的密封环境；电炉7组成的加热部分，用于提供高温压力传感器测试所需的高温环境；真空泵9，氮气瓶10，气压控制器11组成的气压控制部分，用于提供压力传感器测试过程中所需要的不同的、稳定的气压；恒定电压/流源12，万用表13，万用表14，计算机15组成的电信号测量控制部分，用于提供测试数据的采集以及信号控制。本发明提供了一种高温压力传感器的测试装置，能够为高温压力传感器的测试提供高温(不低于600℃)、密封、可靠的测试环境。

Description

高温压力传感器测试装置

技术领域

本发明涉及压力传感器的测试领域，尤其涉及一种超高温度时压力传感器的测试装置。

背景技术

在航空航天，工业生产等高温极端环境中高温压力传感器有非常广泛的应用。传统的压力传感器测试装置难以直接应用于测试高温压力传感器。目前，传统压力传感器的测试方法一般是先将被测传感器置于密封罐中，再用温箱对密封罐中的样品进行升降温，改变密封罐的气压，测量不同气压和不同温度时传感器的输出电压，得到传感器的灵敏度、非线性、迟滞、重复性等静态参数。密封罐的罐体和罐盖通常是用螺丝结构连接，用密封胶及橡胶圈等材料实现密封；密封罐和氮气管道通常也是用螺丝结构连接；密封罐的电学引出线的绝缘通常是用绝缘玻璃实现。在300℃以上的环境中测试高温压力传感器的静态特性时，如果按照一般的方法将密封罐置于温箱中，那么密封胶、橡胶圈、螺丝结构、绝缘玻璃等将会因高温而失去密封性，导致测试失败。

发明内容

本发明的目的在于，提供了一种高温压力传感器的测试装置，能够为高温压力传感器的测试提供高温(不低于600℃)、密封、可靠的测试环境。

本发明提供了一种高温压力传感器的测试装置，所述装置包括密封管，热电阻，加热电炉，气压控制器，真空泵，氮气瓶，万用表，恒定电压/流源和计算机。所述装置包括以下部分：1.密封测试部分，所述测试管为一端封闭的金属管，另一端由三通接头及航空插头组成，被测压力传感器置于所述测试管的盲端，所述热电阻置于压力传感器附近，压力传感器和热电阻分别用耐高温导线与航空插头连接；2.加热部分，把所述密封管的盲端由测试孔插入所述电炉，所述密封管的三通接头及航空插头端置于所述电炉外，三通接头的一端与所述气压控制部分密封连接，另一端通过航空插头与所述电信号测量控制部分密封连接。这样测试装置中只有测试管的盲端位于电炉内的高温环境中，而电学引出端、与氮气管道的连接端均位于电炉外的室温环境中，用一般的密封胶和机械连接结构即可实现所述测试管的可靠密封；3.气压控制部分，所述气压控制器的一端与密封管连接，另外两端分别与真空泵、氮气瓶连接，实现对密封管中的气压的精密控制。所述计算机可以通过软件程序控制所述气压控制器的气压升降循环，实现自动控制与检定；4.电信号测量控制部分，所述恒定电压/流源用于为压力传感器供电，所述万用表用于测量压力传感器的输出电压和热电阻的电阻值，测量数据通过所述万用表的采集卡输入计算机。所述热电阻的阻值可以精确测量传感器所处环境的实时温度。

上述高温压力传感器的测试装置的密封管，优选所述密封管的管体部分制作步骤包括，选取耐高温的一端封闭的金属管作为所述密封管的管体部分，管体内径尺寸以能同时放下被测压力传感器和热电阻为宜，管体外径尺寸以能插入所述电炉侧壁的测试孔为宜，管体长度尺寸应能满足：把所述测试管插入电炉后盲端位于电炉内温度均匀区域；管体的开放端位于电炉外的室温环境。如果被测压力传感器的量程较大，测试过程中需要施加较高的气压，则所述密封管的壁厚、后端连接及引出部分在设计时需要按照压力容器设计标准进行。

上述高温压力传感器的测试装置的密封管，优选所述密封管的引出端制作步骤包括，选取与所述管体孔径匹配的三通接头和航空插头，将三通接头的一端与管体的开放端密封连接，三通接头的另外两端分别与航空插头、氮气管道密封连接，分别作为电学引出端、气路接入端。

上述高温压力传感器的测试装置的密封管，优选所述密封管内的导线连接与隔离步骤包括，选取在高温环境中能够保持绝缘的导线，把航空插头的管脚分别与传感器的管脚、热电阻的管脚连接起来。为了避免在高温环境中长时间测试时耐高温导线的绝缘物质脱落而造成导线间短路，可以用耐高温的细陶瓷管或玻璃纤维管把各根高温导线隔离开以增强高温环境中电学连接的可靠性。

上述高温压力传感器的测试装置的加热部分装置，优选所述加热部分制作步骤包括，选取能够为高温压力传感器的测试提供高温环境的电炉，可以是箱式电阻炉或管式炉。在电炉侧壁定制专门的测试孔，孔径不小于所述密封管的外径，并且定制的测试孔不应该影响所述电炉的温度均匀性。

相对于现有技术，本发明具有如下优点：

第一，本发明的测试装置中只有测试管的盲端位于电炉中的高温环境，而测试管的开放端、机械连接结构、电学引出结构、气路接入结构均位于电炉外的室温环境中，因此可以用传统的密封材料在室温环境中实现测试装置的各结构间的可靠密封，解决了传统的压力传感器测试装置在高温环境中无法为测试实验提供可靠的电学连接、机械连接、压力密封等问题。

第二，本发明将专门的热电阻放置在被测压力传感器附近，实现了对温度的精确监测，解决了传统测试装置由于电炉炉膛温度不均匀、密封罐内外温度不同步等原因造成的测量误差。

第三，本发明的传感器的管脚、航空插头的管脚分别与专门的耐高温导线连接，并且把导线套上耐高温的细陶瓷管或玻璃纤维管，增强了高温环境中电学连接的可靠性。

第四，本发明的气压控制、信号采集、数据处理全部由计算机控制完成，实现了自动检定。

附图说明

图1为本发明中高温压力传感器测试装置结构框图；

图2为本发明中高温压力传感器测试装置结构示意图；

具体实施方式

为使本发明的上述目的，特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图及具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1为本发明中高温压力传感器测试装置结构框图，结构框图反映了装置中各个部分的组成和相互关系。从结构框图中可以看出，整个装置分为四个部分：1.密封测试部分，提供高温压力传感器测试所需的密封环境，所述测试管的管体为一端封闭的金属管，另一端由三通接头及航空插头组成，被测压力传感器置于所述测试管的盲端，并随密封管的盲端一起从电炉的测试孔插入炉膛加热；2.加热部分，提供高温压力传感器测试所需的高温环境，侧壁需要定制专门的测试孔以便于把密封管的盲端插入炉膛；3.气压控制部分，提供压力传感器测试过程中所需要的不同的、稳定的气压，由氮气瓶供气，真空泵抽气，气压控制器调节进气出气的平衡，将设定的气压通过管道送入密封管；4.电信号测量控制部分，提供测试数据的采集以及信号控制，由恒定电压/流源为密封管中的压力传感器供电，用万用表测量压力传感器和热电阻输出的电信号，通过采集卡将数据输入计算机。同时气压控制器的气压升降循环也可以由计算机控制，实现自动控制与检定。

图2为本发明中高温压力传感器测试装置结构示意图。下面结合图2具体进行说明。

上述高温压力传感器测试装置的密封测试部分包括一端封闭另一端开放的不锈钢管1，三通接头5，航空插头6。将被测高温压力传感器3置于密封管的盲端，将热电阻2置于高温压力传感器3附近，用耐高温导线4将航空插头6分别与高温压力传感器3的管脚、热电阻2的管脚连接起来，为了提高高温环境中电气连接的可靠性可以用细陶瓷管或玻璃纤维管将高温导线4隔离开。如果被测压力传感器3的量程较大，测试过程中需要施加较高的气压，则不锈钢管1的壁厚、后端连接及引出部分在设计时需要按照压力容器设计标准进行。

上述高温压力传感器测试装置的加热部分包括电炉7。将安装好的密封测试部分由测试孔8插入电炉7的炉膛，测试时装置中只有不锈钢管1的盲端位于电炉中的高温环境，而不锈钢管1的开放端、三通接头5、航空插头6均位于电炉外的室温环境中，因此可以用传统的密封材料在室温环境中实现测试装置的各结构间的可靠密封。

上述高温压力传感器测试装置的气压控制部分包括真空泵9，氮气瓶10，气压控制器11。气压控制器11的一端与密封测试部分的三通接头5连接，另外的两端分别与真空泵9、氮气瓶10连接，实现对密封管部分中的气压的精密控制。计算机15可以通过软件程序控制气压控制器11的气压升降循环，实现自动控制与检定。

上述高温压力传感器测试装置的电信号测量控制部分包括恒定电压/流源12，万用表13，万用表14，计算机15。由恒定电压/流源12为密封测试部分中的压力传感器3供电，用万用表13测量压力传感器12和热电阻2输出的电信号，通过采集卡将数据输入计算机15。

以上对本发明所提供的一种高温压力传感器测试装置的加工方法进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (5)

1.高温压力传感器测试装置，其特征在于，包括密封管，热电阻，加热电炉，气压控制器，真空泵，氮气瓶，万用表，恒定电压/流源，计算机，其特征在于，所述装置包括密封测试部分，加热部分，气压控制部分和电信号测量控制部分。

2.根据权利要求1所述的密封测试部分，其特征在于，所述密封管包括：所述密封管的管体为一端封闭的金属管，另一端由三通接头以及航空插头组成，被测压力传感器置于所述密封管的盲端，所述热电阻置于被测压力传感器附近，被测压力传感器和热电阻分别用耐高温导线与航空插头连接。

3.根据权利要求1所述的加热部分，其特征在于，所述电炉加热温度不低于600℃，温度均匀性小于±3℃，侧壁定制的测试孔的孔径不小于所述密封管的外径，把所述密封管的盲端由测试孔插入所述电炉，所述密封管的三通接头及航空插头端置于所述电炉外，三通接头的一端与所述气压控制部分密封连接，另一端通过航空插头与所述电信号测量控制部分密封连接。

4.根据权利要求1所述的气压控制部分，其特征在于，所述气压控制器分别与真空泵和氮气瓶连接实现气体压强的精密控制。

5.根据权利要求1所述的电信号测量控制部分，其特征在于，所述恒定电压/流源用于为压力传感器供电，所述万用表用于测量压力传感器的输出电压和热电阻的电阻值，测量数据通过所述万用表的采集卡输入计算机。