CN117330240A - 一种压力传感器校准方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种压力传感器校准方法及系统，涉及传感器技术领域，该系统包括：工控机、压力机构、测试机构；工控机分别与压力机构以及若干测试机构连接，压力机构用于给若干测试机构提供压力点，以实现不同的压力点测试；测试机构包括校准装置、多通道切换装置、温变箱、测试装置，温变箱上设有待校准压力传感器，测试装置用于对待校准压力传感器进行测试，待校准压力传感器分别连接多通道切换装置、压力机构以及测试装置，测试装置、温变箱、校准装置以及多通道切换装置分别连接工控机，本发明能够解决现有技术中人工手动控制压力及温度的校准以及切换校准产品，操作过程易出错，校准精度差以及校准效率低下的技术问题。

Description

一种压力传感器校准方法及系统

技术领域

本发明涉及传感器技术领域，具体涉及一种压力传感器校准方法及系统。

背景技术

压力传感器中敏感元件输出的电压信号在通过算法校正后，能转换为真实的压力值。通常需要计算该敏感元件的算法参数，以便电压值能基于算法参数转换为真实且正确的压力值。对于压力传感器的校准，通常是在恒温恒压的环境下进行的，并且需要进行多个温度点和压力点的校准，这要求温度及压力都能被测量和控制。由于敏感元件的自身物理特性差异，导致每一个压力传感器都存在差异，从而每一个压力传感器均需要进行独立校准。

目前比较常见的校准设备多数使用简易的压力及温度源的校准，同时对压力及温度的校准进行独立手动控制。调理芯片的参数配置等也通过手动进行，一次性校准产品数量多的时候需要手动切换，造成校准效率低，操作过程容易出错造成校准失败，同时压力及温度控制不准确造成校准精度差等问题。另外，校准设备与功能测试经常独立开来，造成设备总体成本高的问题。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种压力传感器校准方法及系统，旨在解决现有技术中人工手动控制压力及温度的校准以及切换校准产品，操作过程易出错，校准精度差以及校准效率低下的技术问题。

本发明的一方面在于提供一种压力传感器校准系统，所述压力传感器校准系统包括：

工控机、压力机构、测试机构；

所述工控机分别与所述压力机构以及若干所述测试机构连接，所述压力机构用于给若干所述测试机构提供压力点，以实现不同的压力点测试；

所述测试机构包括校准装置、多通道切换装置、温变箱、测试装置，所述温变箱上设有待校准压力传感器，所述测试装置用于对待校准压力传感器进行测试，待校准压力传感器分别连接所述多通道切换装置、所述压力机构以及所述测试装置，所述测试装置、所述温变箱、所述校准装置以及所述多通道切换装置分别连接所述工控机；

通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机，以通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中，再通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：通过本发明提供的压力传感器校准系统，能有效地提高校准效率，具体为，所述压力传感器校准系统包括：工控机、压力机构、测试机构；所述工控机分别与所述压力机构以及若干所述测试机构连接，所述压力机构用于给若干所述测试机构提供压力点，以实现不同的压力点测试；所述测试机构包括校准装置、多通道切换装置、温变箱、测试装置，所述温变箱上设有待校准压力传感器，所述测试装置用于对待校准压力传感器进行测试，待校准压力传感器分别连接所述多通道切换装置、所述压力机构以及所述测试装置，所述测试装置、所述温变箱、所述校准装置以及所述多通道切换装置分别连接所述工控机；通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机，以通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中，再通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试，该压力传感器的校准系统实现了校准的全自动化，过程压力及温度均实现自动化控制并进行实时监控，调理待校准压力传感器的参数配置也自动进行，提升了校准效率的同时降低了过程控制出错的风险，通过独立开发的多通道切换装置，可实现不同产品直接的快速切换，拓展了一次性校准的待校准压力传感器的数量，从而解决了普遍存在人工手动控制压力及温度的校准以及切换校准产品，操作过程易出错，校准精度差以及校准效率低下的技术问题。

根据上述技术方案的一方面，所述测试装置包括测试电源以及与所述测试电源连接的高精度万用表。

根据上述技术方案的一方面，所述多通道切换装置与所述工控机之间设有所述校准装置，所述校准装置通过所述多通道切换装置连接待校准压力传感器，并对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至工控机。

根据上述技术方案的一方面，所述系统还包括载物台和显示器，所述载物台用于承载待校准压力传感器，所述载物台与所述多通道切换装置连接，以实现不同待校准压力传感器的切换，所述显示器用于显示待校准压力传感器的调试进程。

根据上述技术方案的一方面，所述压力机构通过压力管道与待校准压力传感器连接。

本发明的另一方面在于提供了一种压力传感器校准方法，所述方法应用于上述压力传感器校准系统，所述方法包括：

通过所述工控机的程序初始化待校准压力传感器的通道，并通过所述校准装置对待校准压力传感器进行通讯测试；

通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道；

控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置测压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机；

基于所述校准初始值，通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中；

通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试。

根据上述技术方案的一方面，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置测压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机的步骤，具体包括：

控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置连接所述多通道切换装置，以使校准装置通过所述多通道切换装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至工控机。

根据上述技术方案的一方面，所述方法还包括，通过所述校准装置将追溯号写入待校准压力传感器中。

根据上述技术方案的一方面，所述方法还包括，待所有的调试完成后，通过所述工控机控制所述多通道切换装置初始化。

附图说明

本发明的上述与/或附加的方面与优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显与容易理解，其中：

图1为本发明第一实施例中的压力传感器校准系统的结构示意图；

图2为本发明第一实施例中的压力传感器校准系统的具体结构示意图；

图3为本发明第二实施例中的压力传感器校准方法的流程图；

附图元器件符号说明：

工控机10，压力机构20，测试机构30，温变箱31，测试装置32，校准装置33，多通道切换装置34，待校准压力传感器310。

具体实施方式

为使本发明的目的、特征与优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，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、以特定的方位构造与操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定与限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的与所有的组合。

实施例一

请参阅图1-图2，所示为本发明的第一实施例提供一种压力传感器校准系统，所述系统包括：

工控机10、压力机构20、测试机构30；

所述工控机10分别与所述压力机构20以及若干所述测试机构30连接，所述压力机构20用于给若干所述测试机构30提供压力点，以实现不同压力点测试；

所述测试机构30包括校准装置33、多通道切换装置34、温变箱31以及测试装置32，所述温变箱31上设有待校准压力传感器310，所述测试装置32用于对待校准压力传感器310进行测试，所述待校准压力传感器310分别连接所述多通道切换装置34、所述压力机构20以及所述测试装置32，所述测试装置32、所述温变箱31、所述校准装置33以及所述多通道切换装置34分别连接所述工控机10；

通过所述工控机10设定温变箱31所需调试的温度点，并设定多通道切换装置34的通道，控制所述压力机构20给待校准压力传感器提供压力点，通过过校准装置33对待校准压力传感器310进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机10，以通过所述工控机10计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器310的控制程序中，再通过所述测试装置32对待校准压力传感器310中的所述校准系数进行测试，直至完成所有的调试。

压力传感器在校准过程要求压力和温度稳定并且可以精确控制，如果校准过程中压力和温度有较大波动，这会导致校准结果不够理想，校准输出的压力值与真实的压力值偏差会较大，进行影响压力传感器输出精度。稳定的温度及压力环境需要一个较长的等待过程，这需要较大的时间成本。目前一次性校准产品数量多的时候需要手动切换，造成校准效率低，操作过程容易出错造成校准失败，同时压力及温度控制不准确造成校准精度差等问题。另外，校准设备与功能测试经常独立开来，造成设备总体成本高的问题。

需要说明的是，该压力传感器的校准系统实现了校准的全自动化，过程压力及温度均实现自动化控制并进行实时监控，调理待校准压力传感器的参数配置也自动进行，提升了校准效率的同时降低了过程控制出错的风险。可兼容待校准压力传感器校准和待校准压力传感器功能测试功能，降低了设备成本。优化电气设计，可快速实现不同品牌及型号的调理待校准压力传感器切换，提升了设备的兼容性。优化工装设计，可快速实现不同外形产品的切换。可拓展性强，可适用实验室级别及量产级别的校准及测试需求。

进一步地，所述压力机构20通过压力管道与所述待校准压力传感器310连接，用于设定施加给待校准压力传感器310的压力值。

进一步地，所述测试装置32包括测试电源以及与所述测试电源连接的高精度万用表。测试装置32与每个待校准压力传感器310连接，用于测量待校准压力传感器310的输出电压模拟信号，所述测试电源对万用电表进行供电。

进一步地，多通道切换装置34包括接线口、电源接入口、电压输出口、数据通讯口和通道控制口，所述接线口分别与每个待校准压力传感器的4根引出线连接，多通道切换装置34用于接收所有接受调试的待校准压力传感器310接入的多路信号并选择其中一路进行输出。通过独立开发的多通道切换装置34，可实现不同产品直接的快速切换，拓展了一次性校准的待校准压力传感器310的数量。

进一步地，所述多通道切换装置34与所述工控机10之间设有所述校准装置33，所述校准装置33通过所述多通道切换装置34连接待校准压力传感器310，并对待校准压力传感器310进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至工控机10。

需要说明的是，通过所述工控机10设定温度及压力，以用于对待校准压力传感器310进行测试校准，校准完毕后，校准装置33将校准初始值输出至工控机10，工控机10可根据校准初始值，计算校准系数，并通过校准装置33写入待校准压力传感器310的控制程序中。

进一步地，所述系统还包括载物台和显示器，所述载物台用于承载待校准压力传感器310，所述载物台与所述多通道切换装置34连接，以实现不同待校准压力传感器310的切换，所述显示器用于显示待校准压力传感器310的调试进程。

相比于现有技术，本实施例提供的压力传感器校准系统，有益效果在于：通过本发明提供的压力传感器校准系统，能有效地提高校准效率，具体为，所述压力传感器校准系统包括：工控机、压力机构、测试机构；所述工控机分别与所述压力机构以及若干所述测试机构连接，所述压力机构用于给若干所述测试机构提供压力点，以实现不同的压力点测试；所述测试机构包括校准装置、多通道切换装置、温变箱、测试装置，所述温变箱上设有待校准压力传感器，所述测试装置用于对待校准压力传感器进行测试，待校准压力传感器分别连接所述多通道切换装置、所述压力机构以及所述测试装置，所述测试装置、所述温变箱、所述校准装置以及所述多通道切换装置分别连接所述工控机；通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机，以通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中，再通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试，该压力传感器的校准系统实现了校准的全自动化，过程压力及温度均实现自动化控制并进行实时监控，调理待校准压力传感器的参数配置也自动进行，提升了校准效率的同时降低了过程控制出错的风险，通过独立开发的多通道切换装置，可实现不同产品直接的快速切换，拓展了一次性校准的待校准压力传感器的数量，从而解决了普遍存在人工手动控制压力及温度的校准以及切换校准产品，操作过程易出错，校准精度差以及校准效率低下的技术问题。

实施例二

请参阅图3，所示为本发明第二实施例提供的一种压力传感器校准方法，所述方法包括步骤S10-S14：

步骤S10，通过所述工控机的程序初始化待校准压力传感器的通道，并通过所述校准装置对待校准压力传感器进行通讯测试；

其中，所述工控机分别与所述压力机构以及若干所述测试机构连接，所述压力机构用于给若干所述测试机构提供压力点，以实现不同的压力点测试；

所述测试机构包括校准装置、多通道切换装置、温变箱、测试装置，所述温变箱上设有待校准压力传感器，所述测试装置用于对待校准压力传感器进行测试，待校准压力传感器分别连接所述多通道切换装置、所述压力机构以及所述测试装置，所述测试装置、所述温变箱、所述校准装置以及所述多通道切换装置分别连接所述工控机。

所述多通道切换装置与所述工控机之间设有所述校准装置，所述校准装置通过所述多通道切换装置连接待校准压力传感器，并对待校准压力传感器进行通讯测试。

步骤S11，通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道；

步骤S12，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置测压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机；

其中，所述多通道切换装置与所述工控机之间设有所述校准装置，所述校准装置通过所述多通道切换装置连接待校准压力传感器。

具体为，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置连接所述多通道切换装置，以使校准装置通过所述多通道切换装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至工控机。

步骤S13，基于所述校准初始值，通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中。

所述方法还包括，通过所述校准装置将追溯号写入待校准压力传感器中。

步骤S14，通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试。

进一步地，所述测试装置包括测试电源以及与所述测试电源连接的高精度万用表。测试装置与每个待校准压力传感器连接，用于测量待校准压力传感器的输出电压模拟信号，所述测试电源对万用电表进行供电。

待所有的调试完成后，通过所述工控机控制所述多通道切换装置初始化。

相比于现有技术，本实施例提供的压力传感器校准方法，有益效果在于：通过本发明提供的压力传感器校准方法，能有效地提高校准效率，具体为，所述压力传感器校准方法包括：通过所述工控机的程序初始化待校准压力传感器的通道，并通过所述校准装置对待校准压力传感器进行通讯测试；通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道；控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置测压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机；基于所述校准初始值，通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中；通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数进行测试，直至完成所有的调试，该压力传感器的校准方法实现了校准的全自动化，过程压力及温度均实现自动化控制并进行实时监控，调理待校准压力传感器的参数配置也自动进行，提升了校准效率的同时降低了过程控制出错的风险，通过独立开发的多通道切换装置，可实现不同产品直接的快速切换，拓展了一次性校准的待校准压力传感器的数量，从而解决了普遍存在人工手动控制压力及温度的校准以及切换校准产品，操作过程易出错，校准精度差以及校准效率低下的技术问题。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体与详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形与改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种压力传感器校准系统，其特征在于，所述压力传感器校准系统包括：

工控机、压力机构、测试机构；

所述工控机分别与所述压力机构以及若干所述测试机构连接，所述压力机构用于给若干所述测试机构提供压力点，以实现不同的压力点测试；

所述测试机构包括校准装置、多通道切换装置、温变箱、测试装置，所述温变箱上设有待校准压力传感器，所述测试装置用于对待校准压力传感器进行测试，待校准压力传感器分别连接所述多通道切换装置、所述压力机构以及所述测试装置，所述测试装置、所述温变箱、所述校准装置以及所述多通道切换装置分别连接所述工控机；

通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机，以通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中，再通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试。

2.根据权利要求1所述的压力传感器校准系统，其特征在于，所述测试装置包括测试电源以及与所述测试电源连接的高精度万用表。

3.根据权利要求2所述的压力传感器校准系统，其特征在于，所述多通道切换装置与所述工控机之间设有所述校准装置，所述校准装置通过所述多通道切换装置连接待校准压力传感器，并对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至工控机。

4.根据权利要求1所述的压力传感器校准系统，其特征在于，所述系统还包括载物台和显示器，所述载物台用于承载待校准压力传感器，所述载物台与所述多通道切换装置连接，以实现不同待校准压力传感器的切换，所述显示器用于显示待校准压力传感器的调试进程。

5.根据权利要求1所述的压力传感器校准系统，其特征在于，所述压力机构通过压力管道与待校准压力传感器连接。

6.一种压力传感器校准方法，所述方法应用于权利要求1至5中任意一项所述的压力传感器校准系统，其特征在于，所述方法包括：

通过所述工控机的程序初始化待校准压力传感器的通道，并通过所述校准装置对待校准压力传感器进行通讯测试；

通过所述工控机设定温变箱所需调试的温度点，并设定多通道切换装置的通道；

控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置测压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机；

基于所述校准初始值，通过所述工控机计算校准系数，并将其写入待校准压力传感器的控制程序中；

通过所述测试装置对待校准压力传感器中的所述校准系数及产品最终性能进行测试，直至完成所有的调试。

7.根据权利要求6所述的压力传感器校准方法，其特征在于，控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置测压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至所述工控机的步骤，具体包括：

控制所述压力机构给待校准压力传感器提供压力点，通过校准装置连接所述多通道切换装置，以使校准装置通过所述多通道切换装置对待校准压力传感器进行不同温度点和压力点的校准，得到校准初始值，并将所述校准初始值输出至工控机。

8.根据权利要求7所述的压力传感器校准方法，其特征在于，所述方法还包括，通过所述校准装置将追溯号写入待校准压力传感器中。

9.根据权利要求1所述的压力传感器校准系统，其特征在于，所述方法还包括，待所有的调试完成后，通过所述工控机控制所述多通道切换装置初始化。