CN104596701A - 压力变送器的温压补偿标定方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种压力变送器的温压补偿标定方法及系统，其中系统包括工控机和至少两个控制板，每个控制板均分别连接一个待温压补偿标定的压力变送器，工控机和每个控制板均通过信号同步时钟控制线和通讯总线连接；其中方法包括：于第一标定温度和第一标定压力之下：工控机将同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平并向通讯总线传送压力标定指令的广播协议帧；每个控制板监测到同步时钟控制线的电平由第一电平转变为第二电平时，通过通讯总线接收压力标定指令的广播协议帧；每个控制板在成功接收所述压力标定指令的广播协议帧之后，进行温压补偿标定。本发明实施例，可提高单位时间内压力变送器的产能以及降低产品的生产能耗。

Description

压力变送器的温压补偿标定方法及系统

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，尤其涉及一种压力变送器的温压补偿标定方法及系统。

背景技术

根据现有技术，压力变送器于出厂之前，需进行温压补偿标定。目前，所采用的温压补偿标定方式为一对一串行温压补偿标定，其步骤大致如下：1)、将待温压补偿的压力变送器安装到高低温烘箱内部的工装夹具上；2)、对安装有该压力变送器的气路进行泄露检测，直至所有气路无泄露为止；3)、对工位传感器温压标定电路进行通讯检测；4)、保存温压补偿工位传感器的信息，以及气路泄露检测状态和工位通讯检测状态；5)、启动高低温烘箱；6)、系统软件判断是否完成所有待温度补偿点下的压力标定；如果没有完成，则跳转到7)；如果完成，则跳转到10)；7)、系统软件设置高低温烘箱的温度，恒温延时，使其设置温度与压力传送器自身检测温度满足一定的阀值，则开始进行压力标定；8)、系统软件依据压力标定顺序，从前之后依次进行压力标定；9)、检测当前温度标定点下的压力标定点是否完成，如果没有完成，则跳转到8)；如果完成，则跳转到步骤6)；10)、对温压补偿成功的压力变送器进行线性修正计算并存储相关参数；11)、停止高低温烘箱，温压补偿结束，报告压力变送器传感器的温压补偿结果。

该一对一的串行温压补偿方式存在单位时间内产能低和产品能耗高的问题，因此需要改进。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种压力变送器的温压补偿标定方法及系统，可以提高单位时间内压力变送器的产能以及降低产品的生产能耗。

为了解决该技术问题，本发明实施例提供了如下技术方案：

一种压力变送器的温压补偿标定方法，用于温压补偿标定系统中，所述温压补偿标定系统包括：工控机和至少两个控制板，所述至少两个控制板中每一个均分别连接一个待温压补偿标定的压力变送器，所述工控机和所述至少两个控制板中的每一个均通过信号同步时钟控制线和通讯总线连接；

所述方法包括步骤：

于第一标定温度和第一标定压力之下：

所述工控机将所述同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平，并向所述通讯总线传送压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第一电平转变为所述第二电平时，通过所述通讯总线接收所述压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个在成功接收所述压力标定指令的广播协议帧之后，根据所述压力标定指令的广播协议帧进行温压补偿标定。

其中，所述进行温压补偿标定包括：进行压力和温度采集、滤波以及存储。

其中，所述压力标定指令的广播协议帧携带所述第一标定温度和第一标定压力。

其中，所述第一电平为高电平时，所述第二电平为低电平；或者所述第一电平为低电平时，所述第二电平为高电平。

其中，所述方法还包括：

所述工控机将所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平设置为所述第一电平；

所述至少两个控制板中的每一个在监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平转变为所述第一电平时，停止所述温压补偿标定。

其中，所述停止所述温压补偿标定之后，所述方法还包括：

将所述第一标定压力设置为另一标定压力以进行所述温压补偿标定，直至完成所述第一标定温度下的所有标定压力的所述温压补偿标定。

其中，在所述完成所述第一标定温度下的所有标定压力的所述温压补偿标定之后，所述方法还包括：

将所述第一标定温度设置为另一标定温度以进行所述温压补偿标定，直至完成所有标定温度下的所有标定压力的所述温压补偿标定。

一种温压补偿标定系统，用于在第一标定温度和第一标定压力之下对力传送器进行温压补偿标定，包括：

工控机和至少两个控制板，所述至少两个控制板中每一个均分别连接一个待温压补偿标定的压力变送器，所述工控机和所述至少两个控制板中的每一个均通过信号同步时钟控制线和通讯总线连接；

所述工控机，用于将所述同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平，并向所述通讯总线传送压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个用于监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第一电平转变为所述第二电平时，通过所述通讯总线接收所述压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个用于在成功接收所述压力标定指令的广播协议帧之后，根据所述压力标定指令的广播协议帧进行温压补偿标定。

其中，所述进行温压补偿标定包括：进行压力和温度采集、滤波以及存储；

所述压力标定指令的广播协议帧携带所述第一标定温度和第一标定压力；

所述第一电平为高电平时，所述第二电平为低电平；或者所述第一电平为低电平时，所述第二电平为高电平。

其中，所述工控机，还用于将所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平设置为所述第一电平；

所述至少两个控制板中的每一个还用于在监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平转变为所述第一电平时，停止所述温压补偿标定。

本发明实施例的有益效果是：

本发明实施例，工控机通过将同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平，以同步各压力变送器的控制板，并且通过压力标定指令的广播协议帧来实现各控制板同时对压力变送器进行温压补偿标定，从而利用信号同步的方式来实现并行的温压补偿标定，其相比于串行的方式，可以提高单位时间内压力变送器的产能以及降低产品的生产能耗。

附图说明

图1是本发明实施例的温压补偿标定系统的结构示意图；

图2是本发明的于第一标定温度和第一标定压力下进行温压补偿标定的时序图；

图3是本发明的温压补偿标定方法的实施例的流程示意图。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，是本发明的温压补偿标定系统100的实施例的结构示意图，该温压补偿标定系统100包括：工控机102、控制板104、同步时钟控制线106、通讯总线108、压力变送器110和气路102。

其中，工控机102与控制板104通过同步时钟控制线106和通讯总线108连接，以进行信息交互。控制板104的数量与压力变送器110的数量相当，并且一一对应，各压力变送器110之间可以通过气路112连接。压力变送器110与控制板104以及气路112之间的连接关系，对本领域技术人员是熟悉的，在此不赘述。

本发明的工控机102和控制板104通过配合，可以实现各压力变送器110的并行温压补偿。下面以在第一标定温度和第一标定压力之下的温压补偿为例，说明如何利用工控机102和控制板104实现各压力变送器110的并行温压补偿标定。

在第一标定温度和第一标定压力之下，工控机102首先将同步时钟控制线106的电平由第一电平设置为第二电平，并向通讯总线108传送压力标定指令的广播协议帧。此处，第一电平可以为高电平(即“1”)时，第二电平可为低电平(即“0”)；或者第一电平为低电平时，第二电平为高电平。此处，当第一电平可以为高电平(即“1”)，第二电平可为低电平(即“0”)时，相当于实现下降沿触发。此处压力标定指令的广播协议帧可以携带温度点和压力标定值等相关信息，亦即当前的标定温度和标定压力。

其中，控制板104监测同步时钟控制线106的电平变化，当监测到同步时钟控制线106的电平由第一电平转变为第二电平时，通过通讯总线108接收上述的压力标定指令的广播协议帧。当控制板104成功接收压力标定指令的广播协议帧之后，根据该压力标定指令的广播协议帧进行温压补偿标定，此外温压补偿标定可包括：对当前的压力和温度进行采集，对并采集的数进行滤波以及存储，需要说明的是，对于本领域技术人员而言，具体的温压补偿标定细节是熟知的，在此不赘述。

另外，工控机102可以在适当时机(如本次温压补偿标定完成后)将同步时钟控制线106的电平由第二电平设置为第一电平；而当控制板104在监测到同步时钟控制线的电平由第二电平转变为所述第一电平时，停止温压补偿标定。这样就一次性地对所有的压力变送器110实现了在第一标定温度和第一标定压力的温压补偿标定，从而与串行的方式相比，可以提高单位时间内压力变送器的产能、降低产品的生产能耗、以及操控简易。

为了便于理解，上述过程的时序可以参考图2所示，在图2中，通讯总线108以HART总线为例说明，在应当理解的是，这仅仅是出于说明的目的，并不意味着对本发明的限制。如图2所示，在1个压力标定点采样周期T，本发明实施例可以几乎同时实现各力变送器的温压补偿标定。

需要说明的是，上述仅是说明了在第一标定温度和第一标定压力下的温压补偿标定，而实际中在第一标定温度下可能存在其它的标定压力，或者也可能存在其它的标定温度，因此需要在其它标定温度和/或其它标定压力进行温压补偿标定，而对于这些变化，仅是在不同的标定温度和/或其它标定压力下进行上述过程的重复。为了本领域技术人员更好的理解此，下面参考图3简单的说明下本发明实施例的温压补偿标定方法300的完程流程。

如图3所示，本发明实施例的温压补偿方法300包括：

步骤301：开始。

步骤302：设置标定温度，亦即设置高低温试验箱温度。

步骤303和304：延时，使其恒温稳定至满足压力传感器压力标定条件为止，然后进行步骤305。

步骤305：控压。具体的，3.控制压力控制器，使其控制精度满足预设的压力标定点的精度。

步骤306：控制同步信号和发送广播帧，亦即上述将同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平，以及发送压力标定指令的广播协议帧。

步骤307：进行压力采集和滤波。具体的，解析压力标定指令的广播协议帧，同时进行压力标定采样、滤波和数据存储。

步骤308：取消同步信号。即控制停止当前压力标定点下压力标定采样。

步骤309：判断是否完成了设置的标定温度下的所有压力标定的标定工作，若否，切换到下一压力标定点(例如当前压力标定点增加预定量，步骤310)，若是，则判断是否完成所有标定温度的标定(步骤311)，若否，则重新设置标定温度继续进行上述标定，否则进行每一台压力传送器的温压补偿参数的线性修正计算(步骤312)，最后结束温压补偿(步骤313)。

下面将本发明实施例的方法与现有的串行方式相比较，以说明本发明实施例相对于现有的优点。

具体的，本发明的信号同步方式与现有的串行方式在温压补偿时间上的计算与对比如下：

信号同步方式进行一个批次压力变送器传感器温压补偿所需的总时间见(公式-1)：

T_温压补偿＝(T_烘箱恒温+(T_控压+T_采样滤波)×N_{压力标定数量})×N_{温度标定数量}    (公式-1)

其中：

T_温压补偿：整批次完整的压力变送器传感器温压补偿的总时间，单位分钟；

T_烘箱恒温：单个温度补偿点下烘箱升温或是降温的时间，单位分钟；

T_控压：单个压力标定点下的控压时间，单位分钟；

T_采样滤波：信号同步采样滤波周期，单位分钟；

N_{压力标定数量}：温度补偿流程中每个补偿温度点下的压力标定数量；

N_{温度标定数量}：温度补偿流程中选取温度补偿的数量。

串行方式进行一个批次压力变送器传感器温压补偿所需的总时间见(公式-2)：

T_温压补偿＝(T_烘箱恒温+(T_控压+T_采样滤波×N_{传感器数量})×N_{压力标定数量})×N_{温度标定数量}    (公式-2)

其中：

T_温压补偿：整批次完整的压力变送器传感器温压补偿的总时间，单位分钟；

T_烘箱恒温：单个温度补偿点下烘箱升温或是降温的时间，单位分钟；

T_控压：单个压力标定点下的控压时间，单位分钟；

T_采样滤波：单台传感器压力标定的采样滤波周期，单位分钟；

N_{传感器数量}：在线温度补偿压力变送器传感器的数量；

N_{压力标定数量}：温度补偿流程中每个补偿温度点下的压力标定数量；

N_{温度标定数量}：温度补偿流程中选取温度补偿的数量；

对于一套温度补偿系统：T_烘箱恒温＝150；T_控压＝1；T_采样滤波＝0.15；N_{传感器数量}＝32(最小系统)/N_{传感器数量}＝128(最大系统)；N_{压力标定数量}＝9(压力型传感器)/N_{压力标定数量}＝17(差压型传感器)；N_{温度标定数量}＝1；

两种温压补偿法进行温压补偿时间的计算与对比：

1)、如果选择最小系统进行压力型传感器的温压补偿

串行温压补偿法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15×32)×9)×7＝1415.4min

信号同步法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15)×9)×7＝1122.45min

串行温压补偿法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝44.23min

信号同步法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝35.07min

2)、如果选择最小系统进行差压型传感器的温压补偿

串行温压补偿法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15×32)×17)×7＝1740.2min

信号同步法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15)×17)×7＝1186.85min

串行温压补偿法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝54.38min

信号同步法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝37.09min

3)、如果选择最大系统进行压力压型传感器的温压补偿

串行温压补偿法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15×128)×9)×7＝2322.6min

信号同步法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15)×9)×7＝1122.45min

串行温压补偿法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝18.15min

信号同步法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝8.77min

如果选择最大系统进行差压型传感器的温压补偿

串行温压补偿法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15×128)×17)×7＝3453.8min

信号同步法温度补偿总时间：T_温压补偿＝(150+(1+0.15)×17)×7＝1186.85min

串行温压补偿法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝26.98min

信号同步法单位产品生产时间：T＝T_温压补偿/N_{传感器数量}＝9.20min

因此，不论是小型的温压补偿系统，还是大型的温压补偿系统，采用本发明提出的信号同步方式实现压力变送器温压补偿标定的并行采样完全可以解决一对一串行稳压补偿方式中单位时间内产能低、产品生产能耗高、以及操控复杂的问题。更能体现出本发明应用在压力变送器传感器温压补偿生产线上的优势。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种压力变送器的温压补偿标定方法，用于温压补偿标定系统中，其特征在于：

所述温压补偿标定系统包括：工控机和至少两个控制板，所述至少两个控制板中每一个均分别连接一个待温压补偿标定的压力变送器，所述工控机和所述至少两个控制板中的每一个均通过信号同步时钟控制线和通讯总线连接；

所述方法包括步骤：

于第一标定温度和第一标定压力之下：

所述工控机将所述同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平，并向所述通讯总线传送压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第一电平转变为所述第二电平时，通过所述通讯总线接收所述压力标定指令的广播协议帧；以及

所述至少两个控制板中的每一个在成功接收所述压力标定指令的广播协议帧之后，根据所述压力标定指令的广播协议帧进行温压补偿标定。

2.如权利要求1所述的压力变送器的温压补偿标定方法，其特征在于，所述进行温压补偿标定包括：进行压力和温度采集、滤波以及存储。

3.如权利要求1所述的压力变送器的温压补偿标定方法，其特征在于，所述压力标定指令的广播协议帧携带所述第一标定温度和第一标定压力。

4.如权利要求1所述的压力变送器的温压补偿标定方法，其特征在于，所述第一电平为高电平时，所述第二电平为低电平；或者所述第一电平为低电平时，所述第二电平为高电平。

5.如权利要求1至4中任一项所述的压力变送器的温压补偿标定方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述工控机将所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平设置为所述第一电平；

所述至少两个控制板中的每一个在监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平转变为所述第一电平时，停止所述温压补偿标定。

6.如权利要求5所述的压力变送器的温压补偿标定方法，其特征在于，所述停止所述温压补偿标定之后，所述方法还包括：

将所述第一标定压力设置为另一标定压力以进行所述温压补偿标定，直至完成所述第一标定温度下的所有标定压力的所述温压补偿标定。

7.如权利要求6所述的压力变送器的温压补偿标定方法，其特征在于，在所述完成所述第一标定温度下的所有标定压力的所述温压补偿标定之后，所述方法还包括：

将所述第一标定温度设置为另一标定温度以进行所述温压补偿标定，直至完成所有标定温度下的所有标定压力的所述温压补偿标定。

8.一种温压补偿标定系统，用于在第一标定温度和第一标定压力之下对力传送器进行温压补偿标定，其特征在于：包括：

工控机和至少两个控制板，所述至少两个控制板中每一个均分别连接一个待温压补偿标定的压力变送器，所述工控机和所述至少两个控制板中的每一个均通过信号同步时钟控制线和通讯总线连接；

所述工控机，用于将所述同步时钟控制线的电平由第一电平设置为第二电平，并向所述通讯总线传送压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个用于监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第一电平转变为所述第二电平时，通过所述通讯总线接收所述压力标定指令的广播协议帧；

所述至少两个控制板中的每一个用于在成功接收所述压力标定指令的广播协议帧之后，根据所述压力标定指令的广播协议帧进行温压补偿标定。

9.如权利要求8所述的温压补偿标定系统，其特征在于，所述进行温压补偿标定包括：进行压力和温度采集、滤波以及存储；

所述压力标定指令的广播协议帧携带所述第一标定温度和第一标定压力；

所述第一电平为高电平时，所述第二电平为低电平；或者所述第一电平为低电平时，所述第二电平为高电平。

10.如权利要求8或9所述的温压补偿标定系统，其特征在于，所述工控机，还用于将所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平设置为所述第一电平；

所述至少两个控制板中的每一个还用于在监测到所述同步时钟控制线的电平由所述第二电平转变为所述第一电平时，停止所述温压补偿标定。