CN110398316B - 微差压变送器以及用于微差压变送器的自动校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及工业传感器测量领域，具体涉及一种微差压变送器以及用于微差压变送器的自动校准方法。旨在提供一种快速校准微差压变送器的方法。本发明在微差压变送器中增加设置微型气路切换装置，自动校准方法包括：通过微型气路切换装置控制微量程传感器的正、负引压口分别与变送器的正、负引压口相通，采集变送器的输出值；根据变送器的输出值和误差修正系数计算实际的压力输出值。其中，误差修正系数的获取方法包括：每隔预设的校准时间，通过微型气路切换装置控制微量程传感器的正、负引压口相通，并令变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下变送器的零点误差输出，计算误差修正系数。本发明提高了工作效率，增加了微差压变送器的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及工业传感器测量领域，具体涉及一种微差压变送器以及用于微差压变送器的自动校准方法。
背景技术
微差压变送器在工业测量中的应用日益广泛，但是微差压变送器用过一段时间或者因为环境温度变化都会影响其精度，如果需要在高精度的情况下使用，必须现场校准，或者发回厂家校准。这样费时费力，还有可能耽误整套流程正常工作。
有鉴于此，特提出本发明。
发明内容
为了解决现有技术中的上述问题，本发明提出了一种微差压变送器以及用于微差压变送器的自动校准方法，提高了工作效率，增加了微差压变送器的使用寿命。
本发明的一方面，提出一种用于微差压变送器的自动校准方法，所述微差压变送器包括微量程传感器和变送器，所述微差压变送器还包括微型气路切换装置，所述方法包括：
通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口分别与所述变送器的正、负引压口相通，采集所述变送器的输出值；
根据所述变送器的输出值和误差修正系数，计算实际的压力输出值；
其中，所述误差修正系数的获取方法包括：
每隔预设的校准时间，通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口相通，并令所述变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下所述变送器的零点误差输出，计算所述误差修正系数。
优选地，所述微型气路切换装置设置于所述微量程传感器与所述变送器之间；
所述微型气路切换装置包括一个电磁阀，所述电磁阀具有A、B、C三个口；
所述电磁阀的A口与所述变送器的正引压口连接，所述电磁阀的B口与所述微量程传感器的正引压口连接，所述电磁阀的C口与所述变送器的负引压口连接，所述变送器的负引压口与所述微量程传感器的负引压口连接；
在所述电磁阀得电时，所述电磁阀内部的B口和C口相通；
在所述电磁阀失电时，所述电磁阀内部的A口和B口相通。
优选地，根据下式计算所述误差修正系数：
PZcal＝Kcof*(PZnow-PZold)
其中，
PZcal表示所述误差修正系数，Kcof表示模数转换器非线性修正系数，PZnow表示在零差压状态下所述变送器的零点误差输出，PZold表示所述变送器锁存的上一次的输出值。
优选地，所述根据所述变送器的输出值和误差修正系数，计算实际的压力输出值的步骤具体为根据下式进行计算：
PReal＝KSpan*(PNow-PZcal)+KZero
其中，
PReal表示所述实际的压力输出值，KSpan表示灵敏度修正系数，PNow表示在当前压力下所述变速器的输出值，PZcal表示所述误差修正系数，KZero表示零点修正系数。
本发明的另一方面，提出一种微差压变送器，所述微差压变送器包括微量程传感器和变送器，所述微差压变送器还包括微型气路切换装置；
所述微型气路切换装置配置为：在校准状态下，控制所述微量程传感器的正、负引压口相通；在测压状态下，控制所述微量程传感器的正、负引压口分别与所述变送器的正、负引压口相通。
优选地，所述微型气路切换装置设置于所述微量程传感器与所述变送器之间；
所述微型气路切换装置包括一个电磁阀，所述电磁阀具有A、B、C三个口；
所述电磁阀的A口与所述变送器的正引压口连接，所述电磁阀的B口与所述微量程传感器的正引压口连接，所述电磁阀的C口与所述变送器的负引压口连接，所述变送器的负引压口与所述微量程传感器的负引压口连接；
在校准状态下，所述电磁阀得电，所述电磁阀内部的B口和C口相通；
在测压状态下，所述电磁阀失电，所述电磁阀内部的A口和B口相通。
优选地，所述电磁阀与所述微量程传感器和所述变送器之间通过硅胶软管连接。
优选地，所述微差压变送器还包括：修正系数获取单元和输出值获取单元；
所述修正系数获取单元配置为：每隔预设的校准时间，通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口相通，并令所述变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下所述变送器的零点误差输出，计算误差修正系数；
所述输出值获取单元配置为：通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口分别与所述变送器的正、负引压口相通，采集所述变送器的输出值；根据所述变送器的输出值和所述误差修正系数，计算实际的压力输出值。
优选地，所述修正系数获取单元根据下式计算所述误差修正系数：
PZcal＝Kcof*(PZnow-PZold)
其中，
PZcal表示所述误差修正系数，Kcof表示模数转换器非线性修正系数，PZnow表示在零差压状态下所述变送器的零点误差输出，PZold表示所述变送器锁存的上一次的输出值。
优选地，所述输出值获取单元根据下式计算所述实际的压力输出值：
PReal＝KSpan*(PNow-PZcal)+KZero
其中，
PReal表示所述实际的压力输出值，KSpan表示灵敏度修正系数，PNow表示在当前压力下所述变速器的输出值，PZcal表示所述误差修正系数，KZero表示零点修正系数。
与最接近的现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
本发明在微差压变送器中增加设置了微型气路切换装置。每隔预设的校准时间，微差压变送器进入校准状态，通过微型气路切换装置控制微量程传感器的正、负引压口相通，并令变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下变送器的零点误差输出，计算误差修正系数。在测压状态下，通过微型气路切换装置，控制微量程传感器的正、负引压口分别与变送器的正、负引压口相通，采集变送器的输出值；根据变送器的输出值和误差修正系数，计算实际的压力输出值。通过上述自动校准方法，本发明不但保证了微差压变送器的精度，而且避免了现场校准或者发回厂家校准的繁琐步骤，有效提升了工作效率，并有利于增加微差压变送器的使用寿命。
附图说明
图1是本发明的用于微差压变送器的自动校准方法实施例的主要步骤示意图；
图2是本发明实施例中利用电磁阀作为微型气路切换装置的气路原理示意图。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
图1是本发明的用于微差压变送器的自动校准方法实施例的主要步骤示意图。本实施例的微差压变送器包括微量程传感器和变送器，此外，还包括微型气路切换装置。如图1所示，本实施例的自动校准方法包括步骤S1-S2：
步骤S1，通过微型气路切换装置，控制微量程传感器的正、负引压口分别与变送器的正、负引压口相通，采集变送器的输出值；
步骤S2，根据变送器的输出值和误差修正系数，计算实际的压力输出值。
本实施例中，误差修正系数的获取方法可以包括：
每隔预设的校准时间，通过微型气路切换装置，控制微量程传感器的正、负引压口相通，并令变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下变送器的零点误差输出，计算误差修正系数。
具体地，微型气路切换装置可以设置于微量程传感器与变送器之间；微型气路切换装置可以包括一个电磁阀，该电磁阀具有A、B、C三个口。图2是本发明实施例中利用电磁阀作为微型气路切换装置的气路原理示意图。如图2所示，电磁阀的A口与变送器的正引压口连接，电磁阀的B口与微量程传感器的正引压口(图中的“+”)连接，电磁阀的C口与变送器的负引压口连接，变送器的负引压口与微量程传感器的负引压口(图中的“-”)连接。
在电磁阀得电时，电磁阀内部的B口和C口相通，这样传感器的“+”和“-”与变送器的“负引压口”相通，也就是传感器的“+”和“-”引压口相通，此时微差压变送器工作在校准状态；在电磁阀失电时，电磁阀内部的A口和B口相通，此时微差压变送器工作在正常的测压状态。
具体地，本实施例中可以根据公式(1)计算误差修正系数：
PZcal＝Kcof*(PZnow-PZold) (1)
其中，PZcal表示误差修正系数，Kcof表示模数转换器非线性修正系数(经验值)，PZnow表示在零差压状态下变送器的零点误差输出，PZold表示变送器锁存的上一次的输出值。
具体地，本实施例中可以根据公式(2)计算实际的压力输出值：
PReal＝KSpan*(PNow-PZcal)+KZero (2)
其中，PReal表示实际的压力输出值，KSpan表示灵敏度修正系数(经验值)，PNow表示在当前压力下变速器的输出值，PZcal表示误差修正系数，KZero表示零点修正系数(经验值)。
上述实施例中虽然将各个步骤按照上述先后次序的方式进行了描述，但是本领域技术人员可以理解，为了实现本实施例的效果，不同的步骤之间不必按照这样的次序执行，其可以同时(并行)执行或以颠倒的次序执行，这些简单的变化都在本发明的保护范围之内。
基于与方法实施例相同的技术构思，本发明还提供了一种具有自动校准功能的微差压变送器，下面进行具体说明。
本实施例的微差压变送器包括微量程传感器、变送器、微型气路切换装置、修正系数获取单元和输出值获取单元。
其中，微型气路切换装置配置为：在校准状态下，控制微量程传感器的正、负引压口相通；在测压状态下，控制微量程传感器的正、负引压口分别与变送器的正、负引压口相通。
具体地，本实施例中的微型气路切换装置设置于微量程传感器与变送器之间；微型气路切换装置包括一个电磁阀，该电磁阀具有A、B、C三个口。其中，电磁阀的A口与变送器的正引压口连接，电磁阀的B口与微量程传感器的正引压口连接，电磁阀的C口与变送器的负引压口连接，变送器的负引压口与微量程传感器的负引压口。在校准状态下，电磁阀得电，电磁阀内部的B口和C口相通；在测压状态下，电磁阀失电，电磁阀内部的A口和B口相通。电磁阀与微量程传感器和变送器之间可以通过硅胶软管等连接。
修正系数获取单元配置为：每隔预设的校准时间，通过微型气路切换装置，控制微量程传感器的正、负引压口相通，并令变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下变送器的零点误差输出，根据公式(1)计算误差修正系数。
输出值获取单元配置为：通过微型气路切换装置，控制微量程传感器的正、负引压口分别与变送器的正、负引压口相通，采集变送器的输出值；根据变送器的输出值和误差修正系数，按照公式(2)计算实际的压力输出值。
本领域技术人员应该能够意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的方法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明电子硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以电子硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。本领域技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种用于微差压变送器的自动校准方法，所述微差压变送器包括微量程传感器和变送器，其特征在于，所述微差压变送器还包括微型气路切换装置，所述方法包括：
通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口分别与所述变送器的正、负引压口相通，采集所述变送器的输出值；
根据所述变送器的输出值和误差修正系数，计算实际的压力输出值；
其中，所述误差修正系数的获取方法包括：
每隔预设的校准时间，通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口相通，并令所述变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下所述变送器的零点误差输出，计算所述误差修正系数；
根据下式计算所述误差修正系数：
PZcal＝Kcof*(PZnow-PZold)
PZcal表示所述误差修正系数，Kcof表示模数转换器非线性修正系数，PZnow表示在零差压状态下所述变送器的零点误差输出，PZold表示所述变送器锁存的上一次的输出值。
2.根据权利要求1所述的用于微差压变送器的自动校准方法，其特征在于，
所述微型气路切换装置设置于所述微量程传感器与所述变送器之间；
所述微型气路切换装置包括一个电磁阀，所述电磁阀具有A、B、C三个口；
所述电磁阀的A口与所述变送器的正引压口连接，所述电磁阀的B口与所述微量程传感器的正引压口连接，所述电磁阀的C口与所述变送器的负引压口连接，所述变送器的负引压口与所述微量程传感器的负引压口连接；
在所述电磁阀得电时，所述电磁阀内部的B口和C口相通；
在所述电磁阀失电时，所述电磁阀内部的A口和B口相通。
3.根据权利要求1所述的用于微差压变送器的自动校准方法，其特征在于，所述根据所述变送器的输出值和误差修正系数，计算实际的压力输出值的步骤具体为根据下式进行计算：
PReal＝KSpan*(PNow-PZcal)+KZero
其中，
PReal表示所述实际的压力输出值，KSpan表示灵敏度修正系数，PNow表示在当前压力下所述变送器的输出值，PZcal表示所述误差修正系数，KZero表示零点修正系数。
4.一种微差压变送器，所述微差压变送器包括微量程传感器和变送器，其特征在于，所述微差压变送器还包括微型气路切换装置；
所述微型气路切换装置配置为：在校准状态下，控制所述微量程传感器的正、负引压口相通；在测压状态下，控制所述微量程传感器的正、负引压口分别与所述变送器的正、负引压口相通；
所述微差压变送器还包括：修正系数获取单元和输出值获取单元；
所述修正系数获取单元配置为：每隔预设的校准时间，通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口相通，并令所述变送器锁存上一次的输出值，采集零差压状态下所述变送器的零点误差输出，计算误差修正系数；
所述输出值获取单元配置为：通过所述微型气路切换装置，控制所述微量程传感器的正、负引压口分别与所述变送器的正、负引压口相通，采集所述变送器的输出值；根据所述变送器的输出值和所述误差修正系数，计算实际的压力输出值；
其中，
所述修正系数获取单元根据下式计算所述误差修正系数：
PZcal＝Kcof*(PZnow-PZold)
PZcal表示所述误差修正系数，Kcof表示模数转换器非线性修正系数，PZnow表示在零差压状态下所述变送器的零点误差输出，PZold表示所述变送器锁存的上一次的输出值。
5.根据权利要求4所述的微差压变送器，其特征在于，
所述微型气路切换装置设置于所述微量程传感器与所述变送器之间；
所述微型气路切换装置包括一个电磁阀，所述电磁阀具有A、B、C三个口；
所述电磁阀的A口与所述变送器的正引压口连接，所述电磁阀的B口与所述微量程传感器的正引压口连接，所述电磁阀的C口与所述变送器的负引压口连接，所述变送器的负引压口与所述微量程传感器的负引压口连接；
在校准状态下，所述电磁阀得电，所述电磁阀内部的B口和C口相通；
在测压状态下，所述电磁阀失电，所述电磁阀内部的A口和B口相通。
6.根据权利要求5所述的微差压变送器，其特征在于，所述电磁阀与所述微量程传感器和所述变送器之间通过硅胶软管连接。
7.根据权利要求4所述的微差压变送器，其特征在于，所述输出值获取单元根据下式计算所述实际的压力输出值：
PReal＝KSpan*(PNow-PZcal)+KZero
其中，
PReal表示所述实际的压力输出值，KSpan表示灵敏度修正系数，PNow表示在当前压力下所述变送器的输出值，PZcal表示所述误差修正系数，KZero表示零点修正系数。
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