CN104776956A - 压力传感器测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种压力传感器测试装置，包括上位机、数据采集系统、信号调理电路、电源电路、精密压力传感器、待测压力传感器、气泵、四通接头、三通接头和储气罐；数据采集系统与上位机双向通信相连，信号调理电路与数据采集系统双向通信相连，电源电路分别与气泵及信号调理电路电连接，精密压力传感器、待测压力传感器和气泵分别与信号调理电路电信相连，气泵、精密压力传感器和待测压力传感器还分别通过气路与四通接头相连，四通接头的另一接口与三通接头相连，三通接头的另一接口与储气罐相连。本发明具有结构简单、经济，操作方便，测试结果准确的特点，适用于压力传感器的性能测试，为系统设计、零部件选型、产品检测提供依据。
Description
技术领域
本发明涉及一种测试装置，特别涉及一种压力传感器测试装置。
背景技术
压力传感器是将压力转换为电信号输出的传感器，是一种电控制器件。压力传感器在测试的时候也有很多的因素影响，首先是被测介质的两种压力通入高、低两压力室，低压室压力采用大气压或真空，作用在δ元件(即敏感元件)的两侧隔离膜片上，通过隔离片和元件内的填充液传送到测量膜片两侧。压力传感器是由测量膜片和两侧绝缘片上的电极各组成一个电容器。当两侧压力不一致时，致使测量膜片产生位移，其位移量和压力差成正比，故两侧电容量就不等，通过振荡和解调环节，转换成和压力成正比的信号。
压力传感器要达到精度要求，就需要准确的检测，必须要标准的压力源，给待测传感器压力，按照压力的大小和输出信号的变化量，对待测传感器进行校准，采用精密压力传感器测出值作为压力源，通过软件算法校准待测压力传感器。
精密压力传感器用来测量待测压力传感器，是非常合理有益的试验，能够真实、准确的反映待测压力传感器的测量精度，为系统设计、零部件选型、产品性能检测提供了一定的依据。
发明内容
本发明的目的，就在于解决上述问题，提供一种压力传感器测试装置。
本发明的目的是这样实现的：一种压力传感器测试装置，包括上位机、数据采集系统、信号调理电路、电源电路、精密压力传感器、待测压力传感器、气泵、四通接头、三通接头和储气罐；数据采集系统与上位机双向通信相连，信号调理电路与数据采集系统双向通信相连，电源电路分别与气泵及信号调理电路电连接，精密压力传感器、待测压力传感器和气泵分别与信号调理电路电信相连，气泵、精密压力传感器和待测压力传感器还分别通过气路与四通接头相连，四通接头的另一接口与三通接头相连，三通接头的另一接口与储气罐相连。
所述上位机与数据采集系统的连接采用串口连接、USB总线连接或PCI总线连接。
所述数据采集系统具有模拟量输入AD、模拟量输出DA、数字量输入DI和数字量输出DO功能。
发明具有结构简单、经济，操作方便，测试结果准确的特点，适用于压力传感器的性能测试，为系统设计、零部件选型、产品检测提供依据。
附图说明
图1是本发明压力传感器测试装置的电气结构示意图；
图2是本发明的气动回路原理图；
图3是本发明装置的工作程序流程图。
具体实施方式
参见图1、图2，本发明压力传感器测试装置，包括上位机1、数据采集系统2、信号调理电路3、电源电路4、精密压力传感器5、待测压力传感器6、气泵7、四通接头8、三通接头9和储气罐10。其中，数据采集系统2与上位机1双向通信相连，信号调理电路3与数据采集系统2双向通信相连，电源电路4分别与气泵7及信号调理电路3电连接，精密压力传感器5、待测压力传感器6和气泵7分别与信号调理电路3电信相连，气泵7、精密压力传感器5和待测压力传感器6还分别通过气路与四通接头8相连，四通接头8的另一接口与三通接头9相连，三通接头9的另一接口与储气罐10相连。
本发明中的上位机1通过数据采集系统2向外发送控制信号，经过信号调理电路3控制气泵和精密压力传感器5，精密压力传感器5和待测压力传感器6同时发出压力反馈信号，又通过信号调理电路3、数据采集系统反馈至上位机1，上位机1对接收到的信号进行处理，从而判断待测压力传感器的性能，计算压力值，将结果通过人机界面与操作者交互，并将数据保存。
本发明中的数据采集系统2，可将上位机1的控制信号通过数字DO口输出至精密压力传感器5、气泵7，控制它们的通断，也可将精密传感器5的压力反馈信号通过数字DI口、待测压力传感器6通过AD转换输入至上位机PCI。
本发明中的信号调理电路3具有信号隔离、滤波的功能。
本发明中的上位机与数据采集系统的连接采用串口连接、USB总线连接或PCI总线连接。
本发明中的数据采集系统具有模拟量输入AD、模拟量输出DA、数字量输入DI和数字量输出DO功能。
本发明中的电源电路4输入电源为工频交流电220V50Hz，通过变压和整流，输出220V／50Hz和110V／60Hz交流电压，适合不同工作电压的气泵，并且输出24V、12V、5V直流电压，为数据采集采集系统2、信号调理电路3、精密压力传感器5、待测压力传感器6、气泵7提供工作电源。
图3是本发明装置的工作程序流程图，本发明的工作过程是：系统上电后，选择启动按钮，进入到测试页面，启动气泵装置，选好量程和检测点，精密压力传感器和待测压力传感器同时采集压力信号，并在上位机端显示两组压力值。所有检测点测完后通过软件算法得出待测压力传感器校准直线的偏差、拟合斜率和误差。本发明利用气泵产生的压力作为输入量，输入待测压力传感器和精密压力传感器的气体压力值，以精密压力传感器作为对应真值的参考值(实际有误差)，进行气体压力数据采集。由于每次采集的时间存在误差，因此需先将两个传感器的输出量与输入的标准参数进行线性插值，从而可获得一系列校准数据或曲线。本发明采用线性插值中的多项式函数拟合形式设定若干可选择的量程，并根据需要，将压力传感器全量程(测量范围)分成若干等间距，获取一组标准参数数据，将待测压力传感器的取值设定为x，精密压力传感器的取值设定为y，对于每一个参数，精密压力传感器与待测压力传感器同时动态实时采集数据，并分别记录下与各输入值相对应的两个压力传感器的输出值，然后采用二二次多项式拟合公式将x和y拟合成一条曲线，即可得到以误差最小原则作为“最优”标准构造的逼近函数曲线方程，然后将设定的标准参数数据作为新的x，得出其一系列的p(x)值，将其与从目标方程y(x)=x中得出的相应标准参数点y(x)进行直线拟合，从而可以得到待测压力传感器校准直线的偏差、拟合斜率和误差。从而判断是否在设定的标准范围内，如在设定的标准范围内，则判断待测压力传感器精度符合要求，否则，判断待测压力传感器精度不符合要求。
Claims (3)
1.一种压力传感器测试装置，其特征在于：包括上位机、数据采集系统、信号调理电路、电源电路、精密压力传感器、待测压力传感器、气泵、四通接头、三通接头和储气罐；数据采集系统与上位机双向通信相连，信号调理电路与数据采集系统双向通信相连，电源电路分别与气泵及信号调理电路电连接，精密压力传感器、待测压力传感器和气泵分别与信号调理电路电信相连，气泵、精密压力传感器和待测压力传感器还分别通过气路与四通接头相连，四通接头的另一接口与三通接头相连。三通接头的另一接口与储气罐相连。
2.根据权利要求1所述的压力传感器测试装置，其特征在于：所述上位机与数据采集系统的连接采用串口连接、USB总线连接或PCI总线连接。
3.根据权利要求1所述的压力传感器测试装置，其特征在于：所述数据采集系统具有模拟量输入AD、模拟量输出DA、数字量输入DI和数字量输出DO功能。
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