專(zhuān)利名稱(chēng)：一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及壓力傳感器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置。
背景技術(shù)：
使用壓阻式壓力傳感器進(jìn)行測(cè)量時(shí)，壓力傳感器的溫度漂移問(wèn)題普遍存在。溫度漂移超差后，造成測(cè)量數(shù)據(jù)失真，從而導(dǎo)致壓阻式壓力傳感器在工業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用受到很大限制。目前對(duì)壓阻式壓力傳感器進(jìn)行溫度漂移校準(zhǔn)，多數(shù)情況下所需條件較為苛刻。根據(jù)調(diào)研情況，壓阻式壓力傳感器的溫度漂移校準(zhǔn)裝置，普遍采用保溫箱或保溫槽等保持和穩(wěn)定溫度，保溫裝置造價(jià)昂貴；同時(shí)，被校準(zhǔn)壓力傳感器處于保溫箱或保溫槽中，標(biāo)準(zhǔn)壓力計(jì)與保溫箱或保溫槽用管線連接，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，接線環(huán)節(jié)多。因此，溫度漂移校準(zhǔn)裝置很難得到普遍推廣和使用。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型提供了一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置，克服了以往保溫裝置成本大、校準(zhǔn)裝置接線過(guò)于復(fù)雜的問(wèn)題。該校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施成本低，校準(zhǔn)精度高，能顯著抑制壓力傳感器溫度漂移幅度，提高系統(tǒng)抗溫度干擾能力。本實(shí)用新型的一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置，包括熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀、金屬貯氣瓶、壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器、精密數(shù)字壓力計(jì)、壓力泵以及校準(zhǔn)模塊；熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀對(duì)金屬貯氣瓶進(jìn)行加熱，使金屬貯氣瓶中氣體處于多種不同溫度環(huán)境；溫度傳感器的測(cè)試端、壓力傳感器的測(cè)試端、精密數(shù)字壓力計(jì)的測(cè)試端以及壓力泵的出氣口均從金屬貯氣瓶的瓶口伸入到金屬貯氣瓶?jī)?nèi)后，金屬貯氣瓶的瓶口密封；壓力泵向金屬貯氣瓶提供不同的壓力環(huán)境；壓力傳感器的輸出端和溫度傳感器的輸出端均與數(shù)據(jù)采集器的輸入端相連，數(shù)據(jù)采集器的輸出端與校準(zhǔn)模塊相連，數(shù)據(jù)采集器將壓力傳感器測(cè)得的壓強(qiáng)模擬信號(hào)和溫度傳感器測(cè)得的溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送給校準(zhǔn)模塊；精密數(shù)字壓力計(jì)的精度至少比壓力傳感器的精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)，精密數(shù)字壓力計(jì)的輸出端直接與校準(zhǔn)模塊相連；在校正階段，所述校準(zhǔn)模塊接收多組來(lái)自數(shù)據(jù)采集器的金屬貯氣瓶中的溫度傳感器測(cè)試得到的溫度、壓力傳感器測(cè)試得到的壓強(qiáng)以及精密數(shù)字壓力計(jì)測(cè)試得到的壓
dR n BR Λ dR n SR Λ dR η SR Λ強(qiáng)，由^ = 0，^ = 0，^； = 0，^ = 0，^ = 0，^； = 0計(jì)算出系數(shù)& 和七的
I mxn
值，其中W =——Σ(巧—G)2，Pk為第k次測(cè)試中精密數(shù)字壓力計(jì)測(cè)試得到的壓強(qiáng)，Pk = a0+axUk +a2Uh + Q3Uk2 + aAUkUtk +a5U[，Uk為第k次測(cè)試中壓力傳感器測(cè)試得到
的壓強(qiáng)，為第k次測(cè)試中溫度傳感器測(cè)試得到的溫度，m為在壓力傳感器的量程范圍內(nèi)選取的壓強(qiáng)測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)，η為在壓力傳感器的工作溫度范圍內(nèi)選取的溫度測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)；k=mXn為測(cè)試總次數(shù)；在實(shí)際使用時(shí)，校準(zhǔn)模塊根據(jù)接收到的來(lái)自數(shù)據(jù)采集器的金屬貯氣瓶中的溫度傳感器測(cè)試得到的溫度Ut和壓力傳感器測(cè)試得到的壓力U，根據(jù)公式P'=a0+aiU+a2Ut+a3U2+a4UUt+a5Ut2計(jì)算得到壓力傳感器校正后的輸出值P。該裝置還包括注水容器做為保溫裝置，金屬貯氣瓶置于注水容器中，在注水容器中加滿水，熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀通過(guò)對(duì)注水容器進(jìn)行加熱實(shí)現(xiàn)間接對(duì)金屬貯氣瓶的加熱和保溫。本實(shí)用新型有益效果該校準(zhǔn)裝置采用熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀和注水容器作為保溫裝 置，大大降低了保溫裝置的購(gòu)置費(fèi)用；線路設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，實(shí)現(xiàn)了校準(zhǔn)裝置的結(jié)構(gòu)性改進(jìn)；結(jié)合運(yùn)用校準(zhǔn)模塊，有助于提高校準(zhǔn)精度。

圖I為本實(shí)用新型的原理框圖。圖2為本實(shí)用新型的實(shí)施例示意圖。其中，I-熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀，2-壓力泵，3-注水容器，4-金屬貯氣瓶，5-壓力傳感器，6-溫度傳感器，7-精密數(shù)字壓力計(jì)，8-數(shù)據(jù)采集器，9-校準(zhǔn)模塊。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖并舉實(shí)施例，對(duì)本實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述。本實(shí)用新型提供了一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置，如圖I、圖2所示。金屬貯氣瓶4，包含瓶、閥門(mén)和瓶塞等，作用是提供一個(gè)工作環(huán)境；金屬貯氣，4瓶口設(shè)有4個(gè)接口，分別連接壓力傳感器5的測(cè)試端、溫度傳感器6的測(cè)試端、壓力泵2的出氣口和精密數(shù)字壓力計(jì)7的測(cè)試端。其中壓力泵2向金屬貯氣瓶4中提供不同的壓力環(huán)境。熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀I的作用是對(duì)金屬貯氣瓶4加溫，并使其在一定時(shí)間內(nèi)保持恒溫當(dāng)溫度設(shè)定在某一值時(shí)，打開(kāi)加熱開(kāi)關(guān)，加熱開(kāi)始，達(dá)到預(yù)設(shè)溫度時(shí)自動(dòng)停止加熱，低于設(shè)定溫度時(shí)，又自動(dòng)開(kāi)始加熱。為了使金屬貯氣瓶4中的溫度維持穩(wěn)定和均勻，采用一個(gè)注水容器3放置在熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀I的加熱端面上，金屬貯氣瓶4浸沒(méi)在注水容器3的水中，通過(guò)水的熱傳導(dǎo)對(duì)金屬貯氣瓶4進(jìn)行加熱，維持溫度穩(wěn)定；壓力傳感器5的輸出端和溫度傳感器6的輸出端均與數(shù)據(jù)采集器8相連，數(shù)據(jù)采集器8將壓力傳感器5和溫度傳感器6輸入的模擬量轉(zhuǎn)化為數(shù)字量后再發(fā)送給校準(zhǔn)模塊9。其中，壓力傳感器5輸出的是以電壓為單位的壓強(qiáng)值，溫度傳感器6輸出的是以電壓為單位的溫度值。下面以PT14型壓力傳感器為例，具體實(shí)施方式
如下根據(jù)PT14型壓力傳感器的壓強(qiáng)量程和工作溫度范圍確定測(cè)試的溫度點(diǎn)和壓強(qiáng)點(diǎn)(至少取六組點(diǎn))，并盡量使測(cè)試點(diǎn)在量程范圍內(nèi)均勻密集分布。溫度測(cè)試點(diǎn)從室溫到70°C，在此范圍內(nèi)每間隔約7°C選取I個(gè)溫度測(cè)試點(diǎn)，分別為23. 4°C、30°C、37°C、44°C、54°C、60°C、70°C。壓力測(cè)試點(diǎn)從環(huán)境氣壓至最大測(cè)量值范圍內(nèi)每間隔約IKPa選取一個(gè)點(diǎn)，共選取了 10個(gè)壓強(qiáng)測(cè)試點(diǎn)。打開(kāi)熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀I預(yù)設(shè)溫度和精密數(shù)字壓力計(jì)7，根據(jù)熱傳導(dǎo)原理，通過(guò)注水容器3對(duì)金屬貯氣瓶4進(jìn)行加熱當(dāng)溫度傳感器6示值達(dá)到測(cè)試點(diǎn)預(yù)設(shè)值并保持時(shí)間3分鐘后，打開(kāi)壓力泵2調(diào)整金屬貯氣瓶4氣體壓強(qiáng)。當(dāng)壓強(qiáng)達(dá)到測(cè)試點(diǎn)預(yù)設(shè)值且保持時(shí)間30秒，數(shù)據(jù)采集器8讀取溫度傳感器6測(cè)試得到的溫度Ut和壓力傳感器5測(cè)試得到的壓強(qiáng)U，并將以上兩者數(shù)據(jù)和精密數(shù)字壓力計(jì)7測(cè)試得到的壓強(qiáng)P發(fā)送至校準(zhǔn)模塊。其它測(cè)試點(diǎn)重復(fù)以上步驟，測(cè)試所得數(shù)據(jù)如表I所示。表I PT14型壓力傳感器標(biāo)定數(shù)據(jù)
權(quán)利要求1.一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置，其特征在于，包括熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀(I)、金屬貯氣瓶(4)、壓力傳感器(5)、數(shù)據(jù)采集器(8)、溫度傳感器(6)、精密數(shù)字壓力計(jì)(7)、壓力泵⑵以及校準(zhǔn)模塊(9)； 所述熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀(I)對(duì)金屬貯氣瓶(4)進(jìn)行加熱，使金屬貯氣瓶(4)中氣體處于多種不同溫度環(huán)境； 溫度傳感器(6)的測(cè)試端、壓力傳感器(5)的測(cè)試端、精密數(shù)字壓力計(jì)(7)的測(cè)試端以及壓力泵(2)的出氣口均從金屬貯氣瓶(4)的瓶口伸入到金屬貯氣瓶(4)內(nèi)后，金屬貯氣瓶⑷的瓶口密封； 所述壓力泵(2)向金屬貯氣瓶(4)提供不同壓力環(huán)境； 壓力傳感器(5)的輸出端和溫度傳感器(6)的輸出端均與數(shù)據(jù)米集器(8)的輸入端相連，數(shù)據(jù)采集器(8)的輸出端與校準(zhǔn)模塊(9)相連，數(shù)據(jù)采集器(8)將壓力傳感器(5)測(cè)得的壓強(qiáng)模擬信號(hào)和溫度傳感器(6)測(cè)得的溫度模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)后送給校準(zhǔn)模塊(9);精密數(shù)字壓力計(jì)(7)的精度至少比壓力傳感器(5)的精度高一個(gè)數(shù)量級(jí)，精密數(shù)字壓力計(jì)(7)的輸出端直接與校準(zhǔn)模塊(9)相連； 在校正階段，所述校準(zhǔn)模塊(9)接收多組來(lái)自數(shù)據(jù)采集器(8)的金屬貯氣瓶(4)中的溫度傳感器(6)測(cè)試得到的溫度、壓力傳感器(5)測(cè)試得到的壓強(qiáng)以及精密數(shù)字壓力計(jì)(7)測(cè)試得到的壓強(qiáng)，由 ^ = 0,^ = 0,^ = 0^ = 0,-^ = 0^ = 0 da0 dax da2 Sa3 da4 da5 I mx 計(jì)算出系數(shù)a。、B1, a2、a3、a4和a5的值，其中及=--C)2，Pk為第k次測(cè)試中精密數(shù)字壓力計(jì)(7)測(cè)試得到的壓強(qiáng)； Pk =aO +OlUk +^2Ulk +O3Uk2 +O4UlcUlk +O5UI，Uk 為第 k 次測(cè)試中壓力傳感器(5)測(cè)試得到的壓強(qiáng)，為第k次測(cè)試中溫度傳感器(6)測(cè)試得到的溫度，m為在壓力傳感器(5)的量程范圍內(nèi)選取的壓強(qiáng)測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)，η為在壓力傳感器(5)的工作溫度范圍內(nèi)選取的溫度測(cè)試點(diǎn)的個(gè)數(shù)；k = mXn為測(cè)試總次數(shù)； 在實(shí)際使用時(shí)，校準(zhǔn)模塊(9)根據(jù)接收到的來(lái)自數(shù)據(jù)采集器⑶的溫度傳感器(6)測(cè)試得到的溫度Ut和壓力傳感器(5)測(cè)試得到的壓力U，根據(jù)公式P =Bc^a1Ra2UJa3Uia4UUJa5Ut2計(jì)算得到壓力傳感器(5)校正后的輸出值P。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置，其特征在于，還包括注水容器做為保溫裝置，金屬貯氣瓶(4)置于注水容器中，在注水容器(3)中加滿水，熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀(I)通過(guò)對(duì)注水容器(3)進(jìn)行加熱實(shí)現(xiàn)間接對(duì)金屬貯氣瓶的加熱和保溫。
專(zhuān)利摘要本實(shí)用新型提供了一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準(zhǔn)裝置，包括熱學(xué)綜合試驗(yàn)儀、注水容器、金屬貯氣瓶、壓阻式壓力傳感器、數(shù)據(jù)采集器、溫度傳感器、精密數(shù)字壓力計(jì)、壓力泵以及校準(zhǔn)模塊。本實(shí)用新型克服了以往校準(zhǔn)裝置接線過(guò)于復(fù)雜、保溫裝置成本較大的問(wèn)題。該校準(zhǔn)裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，實(shí)施成本低，校準(zhǔn)精度高，能顯著抑制壓力傳感器溫度漂移幅度，提高系統(tǒng)抗溫度干擾能力。
文檔編號(hào)G01L27/00GK202614463SQ20122022053
公開(kāi)日2012年12月19日 申請(qǐng)日期2012年5月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月9日
發(fā)明者孫艷梅, 李 瑞, 惠鵬飛, 苗鳳娟, 陶佰睿 申請(qǐng)人:齊齊哈爾大學(xué)