CN114964346B - 一种传感器测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种传感器测试方法，将传感器置入测试环境中，通过不断增加传感器直流电输入端所并联的测试电阻的数量，使得加在传感器直流电输入端的电压的缓慢上升，保证传感器不会意外烧毁损坏，依据传感器的输出端的电流值判断传感器的接线是否正确，传感器在工作电压临界点后输出端输出正常工作范围的电流值，传感器导通，由于传感器连接在测试环境中，通过不断提升传感器直流电输入端的电压，观察传感器的测量值能否达到待测量目标的实际值，从而对传感器的有效性进行验证，且得到传感器的有效工作参数。本发明简单易行，能够对传感器的连接方式和工作参数进行测试，有效防止传感器的连接失误或输入过流过压造成烧毁。

Description

一种传感器测试方法

技术领域

本发明涉及自动控制技术领域，尤其是一种传感器测试方法。

背景技术

传感器在现场很常用，传感器价格非常昂贵，但是，由于传感器的工作参数不一定完全准确，又由于现场情况复杂多变，因此在使用过程中，可能会导致传感器的输入端出现过流过压的情况，以及传感器的输入输出端出现接反的情况，从而使得传感器时常存在烧毁的风险，带来一定费用损失，以及项目进度的拖延。

发明内容

为了克服上述现有技术中的缺陷，本发明提供一种传感器测试方法，简单易行，能够对传感器的连接方式和工作参数进行测试，有效防止传感器的连接失误或输入过流过压造成烧毁。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案，包括：

一种传感器测试方法，包括以下步骤：

S1，已知传感器的工作参数为：直流工作电压范围为U₁～U₂，输出电流范围为I₁～I₂；

根据传感器的工作参数，选择测试元器件，包括：电压为U₀的直流电源V_T、若干个电阻值为r的测试电阻R_T、两个测量仪表；

其中，r的取值范围为0.8*(U₀/I₂)～1.2*(U₀/I₂)；U₀的取值范围为0.8*0.5*(U₁+U₂)～1.2*U₂；

S2，将一个测量仪表连接在传感器的直流电输入端，用于测量传感器的输入电压U_in；将另一个测量仪表连接在传感器的输出端，用于测量传感器的输出电流I_out；

S3，将传感器连接在测试环境中，并且，将直流电源V_T串接一个测试电阻R_T后，接入传感器的直流电输入端；

S4，直流电源V_T串接一个测试电阻R_T后，测试电阻R_T进行分压，连接在传感器直流电输入端的测量仪表所测量的电压，即传感器的输入电压U_in≤U₁，且连接在传感器输出端的测量仪表所测量的电流，即传感器的输出电流I_out为0；

S5，在直流电源V_T后所串接的测试电阻R_T处，再并联一个测试电阻R_T，即两个测试电阻R_T并联，总阻值下降，传感器的输入电压U_in升高，传感器的输出电流I_out升高，此时，观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，

若传感器的输出电流I_out仍为0，则进入步骤S6；

若传感器的输出电流I_out不为0，且I_out<I₁，则进入步骤S7；

S6，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，总阻值进一步下降，传感器的输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out进一步升高，继续观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，此时，

若传感器的输出电流I_out不为0，且I_out<I₁，则进入步骤S7；

若传感器的输出电流I_out仍为0，则按照步骤S6的方式，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，直至所并联的测试电阻R_T的数量达到设定数量，且传感器的输出电流I_out仍为0，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是错误的，传感器的测试结束；

S7，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，总阻值进一步下降，连接在传感器直流电输入端的测量仪表所测量的传感器的输入电压U_in进一步升高，继续观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，

若传感器的输出电流I_out为I₁<I_out<I₂，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是正确的，进入步骤S8；

若传感器的输出电流I_out仍为I_out<I₁，则按照步骤S7的方式，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，直至所并联的测试电阻R_T的数量达到设定数量，且传感器的输出电流I_out仍为I_out<I₁，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是错误的，传感器的测试结束；

S8，传感器的输出电流I_out为I₁<I_out<I₂，即表示传感器导通，由于传感器连接在测试环境中，此时传感器可在测试环境中对测量目标进行测量，观察传感器的测量值P_T，

若传感器的测量值P_T达到测量目标实际值P₀的a％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数；

若传感器的测量值P_T未达到测量目标实际值P₀的a％，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，传感器的输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out进一步升高，直至传感器的测量值P_T达到测量目标实际值P₀的a％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数。

步骤S8中，a％的取值为80％。

本发明的优点在于：

(1)本发明提供了一种能够简易便利对传感器的连接方式和工作参数进行测试的方法，在现场的简易条件下，有效防止连接失误或输入过流过压造成传感器烧毁，可在防止传感器短路的前提下，实现对传感器工作有效性进行测试试验。

附图说明

图1为本发明一种传感器测试方法的流程图。

图2为本实施例的现场电路连接示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

由图1所示，一种传感器测试方法，包括以下步骤：

S1，已知传感器的工作参数为：直流工作电压范围为U₁～U₂，输出电流范围为I₁～I₂；

根据传感器的已知工作参数，选择测试元器件，包括：电压为U₀的直流电源V_T、若干个电阻值为r的测试电阻R_T、两个测量仪表；

其中，r的取值范围为[(U₀/I₂)-0.2*(U₀/I₂)]～[(U₀/I₂)+0.2*(U₀/I₂)]；

U₀的取值范围为0.5*(U₁+U₂)～U₂，包括0.5*(U₁+U₂)和U₂，或者接近范围两端的电压值也可，通常偏差值可以在正负20％之内皆可；即U₀的取值范围为0.5*(U₁+U₂)-0.2*0.5*(U₁+U₂)～U₂+0.2*U₂；

S2，将一个测量仪表连接在传感器的直流电输入端，用于测量传感器的输入电压U_in；将另一个测量仪表连接在传感器的输出端，用于测量传感器的输出电流I_out；

S3，将传感器连接在测试环境中，并且，将直流电源V_T串接一个测试电阻R_T后，接入传感器的直流电输入端；

S4，直流电源V_T串接一个测试电阻R_T后，测试电阻R_T进行分压，且相当于相当于分压50％，连接在传感器直流电输入端的测量仪表所测量的电压，即传感器的输入电压U_in≤U₁，且连接在传感器输出端的测量仪表所测量的电流，即传感器的输出电流I_out为0；

S5，在直流电源V_T后所串接的测试电阻R_T处，再并联一个测试电阻R_T，即两个测试电阻R_T并联，使得总阻值下降，传感器的输入电压U_in升高，传感器的输出电流I_out升高，此时，观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，

若传感器的输出电流I_out仍为0，则进入步骤S6；

若传感器的输出电流I_out不为0，且I_out<I₁，则进入步骤S7；

S6，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，使得总阻值进一步下降，传感器的输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out进一步升高，继续观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，此时，

若传感器的输出电流I_out不为0，且I_out<I₁，则进入步骤S7；

若传感器的输出电流I_out仍为0，则按照步骤S6的方式，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，直至所并联的测试电阻R_T的数量达到设定数量，且传感器的输出电流I_out仍为0，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是错误的，传感器的测试结束；

S7，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，总阻值进一步下降，连接在传感器直流电输入端的测量仪表所测量的传感器的输入电压U_in进一步升高，继续观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，

若传感器的输出电流I_out为I₁<I_out<I₂，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是正确的，并进入步骤S8；

若传感器的输出电流I_out仍为I_out<I₁，则按照步骤S7的方式，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，直至所并联的测试电阻R_T的数量达到设定数量，且传感器的输出电流I_out仍为I_out<I₁，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是错误的，传感器的测试结束；

S8，传感器的输出电流I_out为I₁<I_out<I₂，即表示传感器开始进入导通状态，由于传感器连接在测试环境中，此时传感器可在测试环境中对测量目标进行测量，观察传感器的测量值P_T，

若传感器的测量值P_T达到测量目标实际值P₀的80％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数；

若传感器的测量值P_T未达到测量目标实际值P₀的80％，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，传感器的输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out进一步升高，直至传感器的测量值P_T达到测量目标实际值P₀的80％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数。

实施例：

本实施例所测试的传感器为四线制位移传感器，其相关参数如下所示：

直流工作电压范围：12～30VDC；

接线方式：四线制电流信号，其中，两根线为输入端，另外两根线为输出端，输出电流范围为4～20mA标准信号；

内部线路以晶体管为主，一旦超压烧毁后无法复位，只能更换。

但是，由于传感器的工作参数不一定完全准确，又由于现场情况复杂多变，因此在使用过程中，可能会导致传感器的输入端出现过流过压的情况，以及传感器的输入输出端出现接反的情况，从而使得传感器时常存在烧毁的风险，带来一定费用损失。

在现场的简易条件下，本实施例对该传感器进行连接方式的测试和工作参数的测试，所采用的工具包括：

一个电压为24V的直流电源V_T，直流电源V_T的功率为10W；

若干个阻值1.2KΩ的测试电阻R_T，测试电阻R_T的功率大于等于0.5W，内阻为250Ω；

万用表直流电压档或直流电压表；

万用表或直流电流表；

端子若干。

由图2所示，本实施例的位移传感器的测试过程，具体如下：

将直流电压表连接在传感器的直流电输入端，用于测量传感器的输入电压U_in；将直流电流表连接在传感器的输出端，用于测量传感器的输出电流I_out。

根据位移传感器的工作原理，将位移传感器置于测试环境中，本实施例中将金属导体靠近位移传感器的感应面，且与位移传感器的感应面之间的实际距离值为P₀。

将24V的直流电源V_T串接一个1.2KΩ的测试电阻R_T后，接入传感器的直流电输入端；通过该1.2KΩ的测试电阻R_T初步分压，根据直流分压原理，加在传感器上的直流电源应该是12V直流电，小于等于传感器的最小供电电压，通常传感器由于处于临界供电电压很可能还不能正常工作，因此，直流电压表所测量的传感器的输入电压U_in应当为12V，直流电流表所测量的传感器的输出电流I_out应当为0。

在24V的直流电源V_T后所串接的1.2KΩ的测试电阻R_T处，再并联一个1.2KΩ的测试电阻R_T，此时，并联后的总阻值下降为0.6KΩ，分压在并联电阻位置处的电压下降，加在传感器的直流电输入端的电压即输入电压U_in有所上升，典型情况下会上升至16V。如此逐步增加所并入的测试电阻R_T的数量，使得加在传感器的输入电压U_in逐步上升，逐步接近直流24V。在这个逐步提升传感器的输入电压U_in的过程中，传感器在输入电压U_in超过某值后会正常工作，即传感器开始进入导通状态，同时，直流电流表显示传感器的输出电流I_out介于4～20mA之间，这样就可以初步得出传感器接线方式正确。

本实施例中，测试电阻R_T的内阻为250Ω，因此，在上述方法中的步骤S6和S7中，所并联的测试电阻R_T的设定数量均为8只，8只测试电阻R_T并联阻值约为125欧姆，可以保证加在传感器上的电压可以达到导通传感器电压。

传感器开始进入导通状态后，由于传感器置于测试环境中，即金属导体靠近位移传感器的感应面，因此传感器可在测试环境中对金属导体进行测距，开始初步读数，此时，观察传感器的测量距离值P_T，

若传感器的测量距离值P_T达到实际距离值P₀的80％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数；

若传感器的测量距离值P_T未达到实际距离值P₀的80％，则继续增加所并入的测试电阻R_T的数量，使得加在传感器的直流电输入端的电压即输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out也进一步升高，直至传感器的测量值P_T达到实际距离值P₀的80％，且判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数，这样就可以的到处传感器可以正常工作的结论。

由于加在传感器直流电输入端的电压是缓慢上升的，传感器输出信号在工作电压临界点后输出正常，这样做的主要意义是传感器不会意外烧毁损坏，同时对传感器的有效性加以初步验证。现场验证本发明方法能够有效的防止昂贵的传感器由于错接或输入端过流过压导致损毁。

本发明方法也同样适用于三线制传感器。

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

Claims (2)

1.一种传感器测试方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，已知传感器的工作参数为：直流工作电压范围为U₁～U₂，输出电流范围为I₁～I₂；

根据传感器的工作参数，选择测试元器件，包括：电压为U₀的直流电源V_T、若干个电阻值为r的测试电阻R_T、两个测量仪表；

其中，r的取值范围为0.8*(U₀/I₂)～1.2*(U₀/I₂)；U₀的取值范围为0.8*0.5*(U₁+U₂)～1.2*U₂；

S2，将一个测量仪表连接在传感器的直流电输入端，用于测量传感器的输入电压U_in；将另一个测量仪表连接在传感器的输出端，用于测量传感器的输出电流I_out；

S3，将传感器连接在测试环境中，并且，将直流电源V_T串接一个测试电阻R_T后，接入传感器的直流电输入端；

S4，直流电源V_T串接一个测试电阻R_T后，测试电阻R_T进行分压，连接在传感器直流电输入端的测量仪表所测量的电压，即传感器的输入电压U_in≤U₁，且连接在传感器输出端的测量仪表所测量的电流，即传感器的输出电流I_out为0；

S5，在直流电源V_T后所串接的测试电阻R_T处，再并联一个测试电阻R_T，即两个测试电阻R_T并联，总阻值下降，传感器的输入电压U_in升高，传感器的输出电流I_out升高，此时，观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，

若传感器的输出电流I_out仍为0，则进入步骤S6；

若传感器的输出电流I_out不为0，且I_out＜I₁，则进入步骤S7；

S6，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，总阻值进一步下降，传感器的输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out进一步升高，继续观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，此时，

若传感器的输出电流I_out不为0，且I_out＜I₁，则进入步骤S7；

若传感器的输出电流I_out仍为0，则按照步骤S6的方式，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，直至所并联的测试电阻R_T的数量达到设定数量，且传感器的输出电流I_out仍为0，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是错误的，传感器的测试结束；

S7，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，总阻值进一步下降，连接在传感器直流电输入端的测量仪表所测量的传感器的输入电压U_in进一步升高，继续观察连接在传感器输出端的测量仪表所测量的传感器的输出电流I_out，

若传感器的输出电流I_out为I₁＜I_out＜I₂，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是正确的，进入步骤S8；

若传感器的输出电流I_out仍为I_out＜I₁，则按照步骤S7的方式，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，直至所并联的测试电阻R_T的数量达到设定数量，且传感器的输出电流I_out仍为I_out＜I₁，则判定传感器的输入端和输出端的接线方式是错误的，传感器的测试结束；

S8，传感器的输出电流I_out为I₁＜I_out＜I₂，即表示传感器导通，由于传感器连接在测试环境中，此时传感器可在测试环境中对测量目标进行测量，观察传感器的测量值P_T，

若传感器的测量值P_T达到测量目标实际值P₀的a％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数；

若传感器的测量值P_T未达到测量目标实际值P₀的a％，继续在测试电阻R_T处再并联一个测试电阻R_T，传感器的输入电压U_in进一步升高，传感器的输出电流I_out进一步升高，直至传感器的测量值P_T达到测量目标实际值P₀的a％，则判定传感器此时的输入电压U_in和输出电流I_out为有效的工作参数。

2.根据权利要求1所述的一种传感器测试方法，其特征在于，步骤S8中，a％的取值为80％。