CN111238724A - 一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了的属于压力变送器技术领域，尤其是一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，包括基本测试系统，所述基本测试系统包含基本测试台、电源/控制箱、计算机及显示系统。所述基本测试台数量为1‑10个，所述每个基本测试台可包含1‑24个测量模块，所述测量模块采用模块化设计方式，每个测量模块对应一个压力变送器，所述基本测试台端部设置2个扩展接线盒接线端子，所述基本测试平台之间通过扩展接线盒接线端子连接。所述测量模块内置数据采集部件，所述数据采集部件前端自动量程转换电路中档位分为0‑5mA和0‑25mA两种，所述数据采集部件前端自动量程转换电路中由单片机控制自动转换量程档位。所述电源/控制箱内置大功率直流稳压电源，所述计算机采用台式工业计算机。

Description

一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置

技术领域

本发明涉及压力变送器技术领域，特别涉及一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置。

背景技术

随着工业4.0时代到来，自动化等行业的蓬勃发展，给压力变送器行业提供了广阔的发展平台。压力变送器被广泛应用于煤炭、石油、化工、电力、冶金、轻工、军工等工业自动化领域。

压力变送器（传感器）属于精密电子测量产品，内部电子元器件的温漂对产品的性能以及稳定性影响很大，为了保证压力变送器的性能稳定性，从而获得高精度的测量结果，需要对产品进行老化测试，依据老化测量结果及时的对其进行温度补偿，老化测试结果的精度决定了产品最终精度与特性。但市面上的压力变送器老化测试装置精度普遍较低，不能满足高精度的要求，从而难以保证压力变送器的测量精度、长期稳定性以及可靠性。

发明内容

本发明提供一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，旨在解决现有的压力变送器老化试验装置精度普遍较低，难以满足高精度要求的问题。

本发明是这样实现的，一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，包括基本测试系统，所述基本测试系统包含基本测试台、电源/控制箱、计算机及显示系统。所述基本测试台数量为1-10个，所述每个基本测试台可包含1-24个测量模块，所述测量模块采用模块化设计方式，每个测量模块对应一个压力变送器，所述电源/控制箱内置大功率直流稳压电源，所述稳压电源电压为24V，所述计算机采用台式工业计算机。

为了能够实现对大批量压力变送器的老化测试，作为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，所述基本测试台结构尺寸相同，所述基本测试台端部设置2个扩展接线盒接线端子，所述基本测试平台之间通过扩展接线盒接线端子连接。

为了保证老化测试系统在保证高精度的同时降低功耗，作为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，所述测量模块内置数据采集部件，所述数据采集部件的核心部件为24位Δ-Σ高准确度模数转换器。

为适应小信号零点测量和满量程测量，作为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，所述数据采集部件前端自动量程转换电路中档位分为0-5mA和0-25mA两种，所述数据采集部件前端自动量程转换电路中由单片机控制自动转换量程档位。

为了消除非稳恒的平均电流在外部输入电阻上形成压降，造成的数据采集部件严重的非线性误差，作为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，所述数据采集部件中的电路采用OP177进行缓冲放大。

为了实现各模块与工业计算机的上位机组态软件通讯，便于传输测量数据，作为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，所述测量模块遵从485MODBUS-RTU通讯协议。

为了确保电路的安全可靠，作为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，所述显示系统中的数据采集部件采用6位0.4寸数码管显示，采用SPI接口的国产数码管专用驱动芯片。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，包括基本测试系统，基本测试系统包含基本测试台、电源/控制箱、计算机及显示系统。基本测试台可包含1-24个测量模块，测量模块模块化设计方式，每个测量模块对应一个压力变送器，电源/控制箱内置大功率直流稳压电源，稳压电源电压为24V，计算机采用台式工业计算机，在保证测量精度的同时为了能够实现对大批量压力变送器的老化测试；

2.该种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，基本测试台结构尺寸相同，基本测试台端部设置2个扩展接线盒接线端子，基本测试平台之间通过扩展接线盒接线端子连接，实现了对大批量压力变送器的老化测试，最多可同时测试240个压力变送器；

3.该种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，测量模块内置数据采集部件，数据采集部件的核心部件为24位Δ-Σ高准确度模数转换器，保证了老化测试系统高精度测试的同时降低了功耗；

4.该种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，数据采集部件前端自动量程转换电路中档位分为0-5mA和0-25mA两种，满足了小信号零点测量和满量程测量；

5.该种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，数据采集部件中的电路采用OP177进行缓冲放大，消除了非稳恒的平均电流在外部输入电阻上形成的压降，避免了数据采集部件严重的非线性误差；

6.该种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，测量模块遵从485MODBUS-RTU通讯协议，实现了各模块与工业计算机的上位机组态软件通讯，便于传输测量数据。

7.该种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，显示系统中的数据采集部件采用6位0.4寸数码管显示，采用SPI接口的国产数码管专用驱动芯片，确保了电路的安全可靠。

附图说明

图1为本发明的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置的系统框图；

图2为本发明数据采集部件前端自动量程转换电路；

图3为本发明数据采集部件电路；

图中，1、基本测试系统；1-1、基本测试台；1-1-1、测量模块；1-1-1-1、单片机；1-1-1-2、OP177；1-1-1-3、数据采集部件；1-1-2、扩展接线盒接线端子；1-2、电源/控制箱；1-3、计算机及显示系统。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，包括基本测试系统1，基本测试系统1包含基本测试台1-1、电源/控制箱1-2、计算机及显示系统1-3。基本测试台1-1数量为3个，每个基本测试台1-1可包含8个测量模块1-1-1，测量模块1-1-1采用模块化设计方式，每个测量模块1-1-1对应一个压力变送器，电源/控制箱1-2内置大功率直流稳压电源，稳压电源电压为24V，计算机1-3采用台式工业计算机。

具体的，稳压电源电流为20A。

具体的，台式工业计算机1-3内置上位机系统处理软件，软件为北京亚控科技公司的组态王。

在本实施例中：基本测试台1-1结构尺寸相同，数量为3个，基本测试台1-1两个端部分别设置1个扩展接线盒接线端子1-1-2，共2个，如果需要大批量测量，组成测试线时，基本测试平台1-1之间通过扩展接线盒接线端子1-1-2可实现快速连接，组成了更大的测试系统，最多可同时测试240个压力变送器，实现了对大批量压力变送器的老化测试。

在本实施例中：测量模块1-1-1内置数据采集部件1-1-1-3，数据采集部件1-1-1-3的核心部件为24位Δ-Σ高准确度模数转换器，型号为LTC2400，该类模数转换器内部集成度高，外围电路简单，是世界上最小的24位Δ-Σ高准确度模数转换器。该芯片测量分辨率可以达到6位半的测量数据分辨率，完全可以保障目前5位半的技术指标，保证了老化测试系统高精度测试的同时降低了功耗。

在本实施例中：数据采集部件1-1-1-3前端自动量程转换电路中档位分为0-5mA和0-25mA两种，依据测量值，有单片机1-1-1-1控制自动转换量程，当输入电流经过前端电阻R2，R3、R7时转化成电压信号，后经过Δ-Σ高准确度模数转换器采集数据，经单片机1-1-1-1计算后，控制继电器JK2进行自动切换，满足了小信号零点测量和满量程测量。

在本实施例中：数据采集部件1-1-1-3中的电路采用OP177进行缓冲放大，得到了低频段极低输出电阻，驱动LTC2400，消除了非稳恒的平均电流在外部输入电阻上形成的压降，避免了数据采集部件严重的非线性误差；如果不进行缓冲放大，LTC2400的Vin端输入阻抗很低，由于内部开关电容造成直接输入是非线性的，当输入信号为0V时Vin会有平均电流输出，约0.5uA至1uA，当输入为2.5Vref时，平均电流最小，当输入为等于Vref时Vin会有0.5uA至1uA平均电流流入。这种非稳恒的平均电流，在外部输入电阻上形成压降，会造成严重非线性的误差。

在本实施例中：测量模块1-1-1遵从485MODBUS-RTU通讯协议，每个测量模块1-1-1都有不同的通讯地址，通过485电路与工业计算机1-3的上位机的组态软件进行通讯，由上位机主动查询，数据采集部件1-1-1-3上传测量数据。

在本实施例中：显示系统1-3中的数据采集部件1-1-1-3采用6位0.4寸数码管显示，采用国产数码管专用驱动芯片，型号为TM1637，确保了电路的安全可靠。

具体的，国产数码管专用驱动芯片接口为SPI接口。

工作原理：本发明中的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，包括基本测试系统1，基本测试系统1包含基本测试台1-1、电源/控制箱1-2、计算机及显示系统1-3。基本测试1-1平台用于数据采集，电源/控制箱1-2用于提供稳定电压以及进行操作，计算机及显示系统1-3用以用以数据处理，提供图表分析。基本测试台1-1数量为1-10个，基本测试平台1-1之间过扩展接线盒接线端子1-1-2连接，实现了实现了对大批量压力变送器的老化测试，每个基本测试台1-1可包含1-24个测量模块1-1-1，测量模块1-1-1采用模块化设计方式，每个测量模块1-1-1对应一个压力变送器，用于数据测量、采集，电源/控制箱1-2内置大功率直流稳压电源，稳压电源电压为24V，保证了系统用电的稳定性，计算机1-3采用台式工业计算机，内置位机系统处理软件，进行数据汇总、分析及管理。

测量模块1-1-1内置数据采集部件1-1-1，为适应小信号零点测量和满量程测量，数据采集部件1-1-1前端自动量程转换电路中档位分为0-5mA和0-25mA两种，由单片机1-1-1-1控制自动转换量程档位。为了消除非稳恒的平均电流在外部输入电阻上形成压降，造成的数据采集部件1-1-1严重的非线性误差，据采集部件1-1-1中的电路采用OP177进行缓冲放大。为了实现各模块与工业计算机的上位机组态软件通讯，便于传输测量数据，测量模块1-1-1遵从485MODBUS-RTU通讯协议。为了确保电路的安全可靠，显示系统1-3中的数据采集部件采用6位0.4寸数码管显示，采用SPI接口的国产数码管专用驱动芯片。

以上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 (8)

1.一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：包括基本测试系统，所述基本测试系统包含基本测试台、电源/控制箱、计算机及显示系统；所述基本测试台数量为1-10个，所述每个基本测试台可包含1-24个测量模块，所述测量模块采用模块化设计方式，每个测量模块对应一个压力变送器，所述电源/控制箱内置大功率直流稳压电源，所述稳压电源电压为24V，所述计算机采用台式工业计算机。

2.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述基本测试台结构尺寸相同，所述基本测试台端部设置2个扩展接线盒接线端子，所述基本测试平台之间通过扩展接线盒接线端子连接。

3.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述测量模块内置数据采集部件，所述数据采集部件的核心部件为24位Δ-Σ高准确度模数转换器。

4.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述数据采集部件前端自动量程转换电路中档位分为0-5mA和0-25mA两种。

5.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述数据采集部件前端自动量程转换电路中由单片机控制自动转换量程档位。

6.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述数据采集部件中的电路采用OP177进行缓冲放大。

7.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述测量模块遵从485MODBUS-RTU通讯协议。

8.根据权利要求1所述的一种高精度压力变送器老化测试系统试验装置，其特征在于：所述显示系统中的数据采集部件采用6位0.4寸数码管显示，采用SPI接口的国产数码管专用驱动芯片。

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