邓红艳;朱斌
【摘 要】In order to realize automatic calibration of pressure sensor on site, the automatic calibration system for pressure sensor on site was designed on the basis of the hydrostatic balance principle. It is simple in structure and quick in calibration. The design of system software, which takes LabVIEW8.6 as the software development tool, completed the design of hardware interface program and system application. The software achieves pressure transmitter data gathering, processing and the erroneous computation, as well as the historic record the calibration certificate production automatically. Application indicates that the automatic calibration system for pressure sensor on site is stable with simple operation, high measure accuracy and efficiency. It has the broad application prospect.%为了实现对压力传感器的现场自动检定,根据流体静力学平衡原理,设计了一套结构简单、检测迅速的压力传感器现场自动检定系统.系统软件设计以LabVIEW8.6作为开发工具,完成了硬件接口程序的设计和系统应用程序的设计,自动实现了压力传感器数据的采集、处理、误差计算以及原始记
录和检定证书的生成.实际应用表明:该压力传感器现场自动检定系统性能稳定、操作简单,测量精度和工作效率高,具有广阔的应用前景.
超声波马达>办公椅扶手
【期刊名称】《中国测试》
【年(卷),期】2011(037)005
【总页数】3页(P94-96)
【关键词】测控技术;压力传感器现场自动检定系统;智能数字压力校验仪;LabVIEW8.6系统 【作 者】邓红艳;朱斌
【作者单位】智力积木中国工程物理研究院计量测试中心,四川绵阳621900;中国工程物理研究院计量测试中心,四川绵阳621900
【正文语种】中 文
【中图分类】TP212.1+2;TM930.12
0 引 言
压力传感器广泛地应用于机械、冶金、石油、化工、航空、航天等各个学科领域，越来越多的使用单位提出了现场测试压力传感器的需求[1]。目前，实验室对压力传感器的测试和校准仍采用传统的检定方法，即用气体（液体）活塞式压力计作为标准源，将压力值溯源到质量标准。活塞式气体（液体）压力计，由于其体积大、质量大（压力计和砝码都很重）、不便于携带，因此仅限于实验室使用而无法进行现场测试。
随着传感技术的高度发展及计算机技术的日趋成熟，使得实现压力传感器的现场自动化检定成为可能[2]。采用北京康斯特仪表科技有限公司生产的CST2005智能数字压力校验仪和智能数字压力模块组成智能数字压力校验系统（准确度为0.05级），取代二等标准活塞式压力计（准确度为0.05级）。并利用数字压力校验仪的RS232接口和数字繁用表的GPIB接口分别与计算机进行通信，组建一套现场压力传感器自动检定系统，实现压力传感器检定数据的自动采集、数据自动处理[3]以及原始记录、检定证书（或检定结果通知书）的自动生成和打印等功能。
1 压力传感器现场自动检定系统设计方案
1.1 检定系统原理
压力传感器现场自动检定系统的硬件主要由便携式压力发生器、智能数字压力校验系统、稳压电源、数字繁用表、笔记本电脑、打印机、GPIB-USB和RS232-USB通信电缆数据线组成。其系统原理框图如图1所示[4]。
图1 系统原理框图
接种棒1.2 检定系统主要硬件的选型分析和组合方案设计
1.2.1 选择便于现场检定的便携式压力发生器
由于压力传感器的使用介质和环境不同，故选用体积小、质量小、密封性好、便于携带的如下压力发生器：压力范围为－0.098～10MPa的CST1002B台式气压压力泵，其传压介质为空气（检定气体介质的压力传感器）；压力范围为0～60MPa的CST1004和1～250MPa的CST1005C高压液体压力泵，其传压介质均为油（检定油介质的压力传感器）。
1.2.2 智能数字压力校验系统的选择
智能数字压力校验系统由智能数字压力模块和智能数字压力校验仪2部分组成。
（1）智能数字压力模块的选型
1）首先确定被检压力传感器最大压力量程Pmax，最小压力量程Pmin，被检压力传感器准确度Δ被检、压力模块准确度Δ标准。
2）计算量程覆盖倍数n为
3）模块量程选择为：第1只模块为Pmax、第2只模块为Pmax/n、第3只模块为Pmax/n2、第x只模块为Pmax/nx-1，直到覆盖被检压力传感器最小量程Pmin。
电子监管码设备通过对实验室历年检定压力传感器的统计，绝大部分被检传感器的量程都在100MPa（含100MPa）以下，故选择了如下量程的压力模块：0～100 MPa、0～60MPa、0～30MPa、0～16MPa、0～10MPa、0～6MPa、0～4 MPa、0～2 MPa、0～1 MPa、-100～0 kPa。利用以上压力模块作为标准器即可检定测量上限≤100MPa、准确度等级为0.2级（包含0.2级）以下的压力传感器。
（2）智能数字压力校验仪的选择
选用体积小、质量小、受环境影响小、便于携带的CST2005智能数字压力校验仪作为标准器的显示设备，它可以同时显示压力测量值、电压输出（测量）值、电流输出（测量）值、参考环境温度、日期、时间以及以秒作单位的倒计时（压力检漏用）。可以配置任意多的智能数字压力模块，具有RS232接口，所有键盘功能都可以通过串口指令完成，开放的通信规约，可以完成现场压力传感器的自动检定。
1.2.3 硬件组合方案设计
（1）由CST1002B台式气压压力泵，量程为-100～0 kPa、0～10 MPa的智能数字压力模块，CST2005 智能数字压力校验仪，稳压电源，数字繁用表，笔记本电脑，打印机等组成的检定系统可以检测－0.098～10MPa的气体压力传感器。
（2）由CST1004和CST1005C高压液体压力泵，0～100MPa、0～60MPa、0～30MPa、0～16MPa、0～10MPa、0～6MPa、0～4 MPa、0～2 MPa、0～1 MPa 智能数字压力模块，CST2005智能数字压力校验仪，稳压电源，数字繁用表，笔记本电脑，打印机等组成的检定系统可以检测0～100MPa的液体压力传感器。
1.3 检定系统技术指标
智能数字压力校验系统（标准器）的准确度为0.05级（包括年稳定性和迟滞）；CST1002B、CST1004和CST1005C 3台压力发生器均做了密封性试验，符合国家检定规程对密封性试验的要求；数字繁用表电流/电压的测量准确度为0.02%读数。因此，该检定系统可用于检定0.2级（包含0.2级）以下，测量范围分别为－0.098～10MPa的气体压力传感器和0～100MPa的油介质压力传感器。
高频陶瓷1.4 检定系统软件的研究与设计
系统采用美国NI公司的LabVIEW8.6作为软件开发工具。系统软件主要包括设备及信息数据库管理、数据自动采集、误差计算、检定有效期的自动计算以及检定证书、检定结果通知书、原始记录自动生成等功能模块[5]。利用智能数字压力校验仪的外围数据接口（RS232接口）和数字繁用表的外围数据接口（GPIB接口），配置RS232-USB和GPIB-USB接口线分别与计算机进行通信[6]，并编制自动测量和校准程序。该程序可自动进行数据记录、自动生成表格、自动进行数据修约、自动进行误差计算、检定数据可存储、打印等（可打印检定原始记录、检定证书及检定结果通知书），从而省去了手工记录及重复而繁杂的计算劳动，检测效率大大提高，而且避免了人为误差。该自动化检定程序现已进行有效性验证，验证有效，可以使用。其N-S结构化流程图如图2所示。
