CN206974611U - 压力传感器正负双向标定装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种压力传感器正负双向标定装置，包括设有密封腔的压力容器、用于向密封腔中充气或抽气的加压泵、置于密封腔中的待标定压力传感器、用于测量施加于待标定压力传感器的压力的标准测压计、以及测试仪表，所述测试仪表与待标定压力传感器的输出端相连接、用于获取待标定压力传感器的压力读数。本实用新型兼具有压力传感器正压标定功能和压力传感器负压标定功能，实现待标定压力传感器的正负双向标定，进而提高待标定压力传感器测试数据的准确性，还能降低标定成本、简化标定操作步骤。

Description

压力传感器正负双向标定装置

技术领域

本实用新型涉及建筑工程领域中压力传感器的标定，特别是涉及一种压力传感器正负双向标定装置。

背景技术

压力传感器在工作时通常通过其测试元件将其测试的压力转换为如电压、电流等电信号，通过通用测试仪表可测读该电信号，再由电信号-压力转换关系将电信号换算为测试压力。通过标定装置在压力传感器上施加已知的标准压力，并用测试仪表测量标准压力下的电信号，根据一一对应的标准压力与电信号建立起电信号-压力转换关系的过程，称之为压力传感器的标定，标定得到的电信号-压力转换关系称之为标定曲线。某些专用测读仪表可以直接显示测试压力，实际上这类测读仪表只是将标定曲线内置于仪表中，其基本原理仍与通用测读仪表相同。

压力传感器在出厂时，生产厂商通常会提供厂商建议的标定曲线，然而大部分厂商提供的标定曲线通常都是厂商通过抽样统计得出的，具有一定的通用性，可以代表所抽样的某一批次压力传感器的特性，却并不能代表每一个压力传感器的特性；这就导致部分压力传感器在使用该标定曲线时得到的测试压力与实际压力之间存在一定偏差，从而使得该压力传感器测试数据的准确性受到一定影响。因此，压力传感器的使用方为获得更加准确的测量数据，都需要对压力传感器再次进行逐个标定。

此外，大部分压力传感器(比如：土压力计、孔隙水压力计等)通常用于正压力的测试，故生产厂商在出厂前仅对上述传感器进行正压力的标定；但是，某些特殊工程中会有负压力(相对于大气压)存在，如吸附力等，且上述传感器在一定量程范围内也具备测试负压力的能力。此时，便需要对压力传感器在负压环境中进行标定以获得负压标定曲线。

目前，现有技术中的压力传感器标定装置都是单向结构，即只能对压力传感器进行正压标定、或只能对压力传感器进行负压标定，从而导致标定成本高、标定操作步骤繁琐等问题。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种压力传感器正负双向标定装置，其兼具有压力传感器正压标定功能和压力传感器负压标定功能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种压力传感器正负双向标定装置，包括设有密封腔的压力容器、用于向密封腔中充气或抽气的加压泵、置于密封腔中的待标定压力传感器、用于测量施加于待标定压力传感器的压力的标准测压计、以及测试仪表，所述测试仪表与待标定压力传感器的输出端相连接、用于获取待标定压力传感器的压力读数。

优选地，所述标准测压计上安装有伸入密封腔中的连通管。

进一步地，所述密封腔中盛装有液体，所述连通管的下端和待标定压力传感器都浸入密封腔中的液体中。

优选地，所述压力容器上安装有位于密封腔下端侧的排液阀。

进一步地，所述液体为水或液压油。

优选地，所述压力容器上安装有位于密封腔上端侧的排气阀。

进一步地，所述压力容器包括具有所述密封腔的密封舱、以及盖合在密封腔开口处的密封法兰，所述密封法兰与密封舱通过多个密封栓相连接。

进一步地，还包括密封穿设在密封法兰中的连接导线，所述连接导线的一端具有位于密封腔中、且与待标定压力传感器相连接的内接线端子，所述连接导线的另一端具有位于压力容器外部、且与测试仪表相连接的外接线端子。

优选地，所述密封法兰上具有与密封腔相连通的加压泵接口，所述加压泵的输出端通过一输气管与加压泵接口相连接。

进一步地，所述待标定压力传感器为土压力计、或孔隙水压力计、或液位计、或气压计。

如上所述，本实用新型涉及的压力传感器正负双向标定装置，具有以下有益效果：

本实用新型中，当加压泵向密封腔中充气时，能够对待标定压力传感器进行正压力标定，通过标准测压计的读数和测试仪表的读数获取待标定压力传感器的正压标定曲线；当加压泵向密封腔中抽气时，能够对待标定压力传感器进行负压力标定，通过标准测压计的读数和测试仪表的读数获取待标定压力传感器的负压标定曲线，进而提高待标定压力传感器测试数据的准确性；并且，本实用新型兼具有压力传感器正压标定功能和压力传感器负压标定功能，实现待标定压力传感器的正负双向标定，进而可降低标定成本、简化标定操作步骤。

附图说明

图1为本实用新型中压力传感器正负双向标定装置的结构示意图。

图2为图1中在密封法兰处的俯视图。

元件标号说明

1 压力容器

101 密封腔

102 密封舱

103 密封法兰

104 密封栓

2 加压泵

3 待标定压力传感器

4 标准测压计

5 测试仪表

6 连通管

7 液体

8 排液阀

9 排气阀

10 连接导线

11 内接线端子

12 外接线端子

13 加压泵接口

14 输气管

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本实用新型的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点及功效。

须知，本说明书附图所绘的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”等的用语，亦仅为便于叙述明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

本实用新型提供一种压力传感器正负双向标定装置，用于对建筑工程领域中监测、测试用的各类工程类压力传感器进行标定，以提高各类工程类压力传感测试数据的准确性，进而为建筑工程结构质量监测、安全监控、以及新型结构的创新提供可靠的测试数据。如图1和图2所示，压力传感器正负双向标定装置包括设有密封腔101的压力容器1、用于向密封腔101中充气或抽气的加压泵2、置于密封腔101中的待标定压力传感器3、用于测量施加于待标定压力传感器3的压力的标准测压计4、以及测试仪表5，所述测试仪表5与待标定压力传感器3的输出端相连接、用于获取待标定压力传感器3的压力读数。所述待标定压力传感器3可以为各类工程类压力传感器，比如：土压力计、孔隙水压力计、液位计、气压计等。

使用上述压力传感器正负双向标定装置对待标定压力传感器3的正压力测量范围进行正压力标定时，使用加压泵2向密封腔101中充气，向密封腔101中施加正压，模拟正压测试环境，标准测压计4测量在正压测试环境下施加于标定压力传感器的压力值，也即为密封腔101内的正压力值，测试仪表5同时会读取在正压测试环境下标定压力传感器的压力读数，根据标准测压计4的读数和测试仪表5读数标定待标定压力传感器3所采集的正压力值与标准压力值之间的对应关系，从而获得待标定压力传感器3的正压标定曲线。同理，使用上述压力传感器正负双向标定装置对待标定压力传感器3的负压力测量范围进行负压力标定时，使用加压泵2向密封腔101中抽气，向密封腔101中施加负压，模拟负压测试环境，标准测压计4测量在负压测试环境下施加于标定压力传感器的压力值，也即为密封腔101内的负压力值，测试仪表5同时会读取在负压测试环境下标定压力传感器的压力读数，根据标准测压计4的读数和测试仪表5读数标定待标定压力传感器3所采集的负压力值与标准压力值之间的对应关系，从而获得待标定压力传感器3的负压标定曲线。因此，本实用新型兼具有压力传感器正压标定功能和压力传感器负压标定功能，实现待标定压力传感器3的正负双向标定，进而提高待标定压力传感器3测试数据的准确性，还能有效降低标定成本、简化正负标定的操作步骤，只需要通过加压泵2向密封腔101依次进行充气、抽气即可，而不需要重复地安装待标定压力传感器3。

如图1所示，标准测压计4上安装有伸入密封腔101中的连通管6，密封腔101内的压力通过连通管6传递给标准测压计4，进而使得标准测压计4能够准确地测量密封腔101内的压力值，也即准确地测量测量施加于待标定压力传感器3的压力值。所述标准测压计4的精度为0.1级，高于绝大部分常见压力传感器的精度，保证了标定过程的准确性。本实施例中，标准测压计4可选用由美国FLUKE公司生产的700G精密压力表，测试仪表5可选用由安捷伦科技有限公司生产的34401a高精度万用表。

另外，在对待标定压力传感器3进行正压力标定时时，由于向密封腔101中充气使气体受到压缩，会产生大量热能，此时所形成的正压测试环境与待标定压力传感器3在实际工程中的使用环境存在较大差别，会对某些温度敏感的压力传感器的标定曲线的准确性造成一定的影响。此时，可以向密封腔101中注入一定量的液体7，如图1所示，连通管6的下端和待标定压力传感器3都浸入密封腔101中的液体7中，此时向密封腔101中充气后，气体作用于液体7，以液体7代替气体向待标定压力传感器3施加压力，由于液体7在标定过程中的温度变化较小，故可避免温度变化对标定曲线的影响，进而提高待标定压力传感器3的标定准确度。本实施例中，液体7为水或液压油。

如图1所示，所述压力容器1包括具有所述密封腔101的密封舱102、以及盖合在密封腔101上端开口处的密封法兰103，所述密封法兰103与密封舱102通过四个密封栓104相连接。为了使密封腔101能够容纳建筑工程领域中常用的土压力计、孔隙水压力计、液位计、气压计等压力传感器的尺寸，本实施例中，密封舱102中用于形成密封腔101的内部尺寸为：密封腔101孔径为350mm，密封腔101高度为700mm。另外，压力容器1中，密封舱102上安装有位于密封腔101下端侧的排液阀8，用于在标定结束后将密封腔101中的液体7排出；密封法兰103上安装有位于密封腔101上端侧的排气阀9，用于在标定结束后将密封腔101中的气体排出。

如图1所示，压力传感器正负双向标定装置还包括密封穿设在密封法兰103中的连接导线10，所述连接导线10的一端具有位于密封腔101中、且与待标定压力传感器3相连接的内接线端子11，所述连接导线10的另一端具有位于压力容器1外部、且与测试仪表5相连接的外接线端子12，进而实现待标定压力传感器3与测试仪表5之间的数据传输。所述密封法兰103中开设有容连接导线10穿过的通孔，当连接导线10穿入通孔中后，可向通孔中注入密封胶，实现连接导线10与密封法兰103之间的密封连接。

如图1和图2所示，所述密封法兰103上具有与密封腔101相连通的加压泵接口13，所述加压泵2的输出端通过一输气管14与加压泵接口13相连接，进而向密封腔101中充气或抽气。

使用上述结构的压力传感器正负双向标定装置对待标定压力传感器3进行正压力标定或负压力标定的操作步骤如下：1、将待标定压力传感器3置于密封舱102的密封腔101内，视标定工作需要向密封舱102内注入液体7，使待标定压力传感器3的导线连接内接线端子11；2、盖上密封法兰103，并拧紧密封栓104，使密封舱102保持密封；3、安装标准测压计4和连通管6，并使连通管6的下端从密封法兰103上穿过后伸入密封腔101内的液体7中；4、将外接线端子12连接测量仪表；5、将加压泵2与密封法兰103上的加压泵接口13相连接，开启加压泵2，向密封腔101中充气或抽气；根据常用压力传感器的量程范围，本申请中，将加压泵2的加压能力设计为正压：0～1000kPa；负压：0～-100kPa(注：正压和负压均为相对压力，即在大气压力作用下压力为0)，能够覆盖建筑工程领域大部分测试工作对压力传感器量程的需要；6、加压过程中同时读取标准测压计4和测试仪表5的读数，建立对应关系，推导标定曲线。考虑到压力传感器正负双向标定装置的安全储备，本申请中压力传感器正负双向标定装置的额定承压能力按5000kPa设计。

综上所述，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：包括设有密封腔(101)的压力容器(1)、用于向密封腔(101)中充气或抽气的加压泵(2)、置于密封腔(101)中的待标定压力传感器(3)、用于测量施加于待标定压力传感器(3)的压力的标准测压计(4)、以及测试仪表(5)，所述测试仪表(5)与待标定压力传感器(3)的输出端相连接、用于获取待标定压力传感器(3)的压力读数。

2.根据权利要求1所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述标准测压计(4)上安装有伸入密封腔(101)中的连通管(6)。

3.根据权利要求2所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述密封腔(101)中盛装有液体(7)，所述连通管(6)的下端和待标定压力传感器(3)都浸入密封腔(101)内的液体(7)中。

4.根据权利要求3所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述压力容器(1)上安装有位于密封腔(101)下端侧的排液阀(8)。

5.根据权利要求3所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述液体(7)为水或液压油。

6.根据权利要求1所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述压力容器(1)上安装有位于密封腔(101)上端侧的排气阀(9)。

7.根据权利要求1所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述压力容器(1)包括具有所述密封腔(101)的密封舱(102)、以及盖合在密封腔(101)开口处的密封法兰(103)，所述密封法兰(103)与密封舱(102)通过多个密封栓(104)相连接。

8.根据权利要求7所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：还包括密封穿设在密封法兰(103)中的连接导线(10)，所述连接导线(10)的一端具有位于密封腔(101)中、且与待标定压力传感器(3)相连接的内接线端子(11)，所述连接导线(10)的另一端具有位于压力容器(1)外部、且与测试仪表(5)相连接的外接线端子(12)。

9.根据权利要求7所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述密封法兰(103)上具有与密封腔(101)相连通的加压泵接口(13)，所述加压泵(2)的输出端通过一输气管(14)与加压泵接口(13)相连接。

10.根据权利要求1所述的压力传感器正负双向标定装置，其特征在于：所述待标定压力传感器(3)为土压力计、或孔隙水压力计、或液位计、或气压计。