一、概述

壓力測量設(shè)備在工程上應(yīng)用廣泛，種類繁多。對(duì)壓力測量設(shè)備的關(guān)鍵部件壓力的標(biāo)定是保證設(shè)備精度的最重要環(huán)節(jié)。因此，壓力傳感器標(biāo)定實(shí)驗(yàn)是《熱工檢測技術(shù)》課程教學(xué)的重要組成部分，通過該實(shí)驗(yàn)?zāi)芗由顚W(xué)生對(duì)自動(dòng)檢測技術(shù)理論的理解，使學(xué)生更好的學(xué)好這門工程基礎(chǔ)課，了解傳感器動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性的對(duì)動(dòng)壓測量的重要性和測量及處理方法。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)，用活塞式靜壓力校驗(yàn)設(shè)備同時(shí)校驗(yàn)安裝在同一壓力腔室的工業(yè)用遠(yuǎn)傳壓力表、壓力傳感器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)壓力特性；用壓力波發(fā)生裝置產(chǎn)生交變壓力信號(hào)，用以上幾種壓力傳感器同時(shí)測量這一壓力信號(hào)，測量各壓力傳感器的動(dòng)態(tài)特性。各壓力傳感器輸出由計(jì)算機(jī)采集和分析，以加深學(xué)生對(duì)壓力檢測技術(shù)的理解，提高運(yùn)用微機(jī)對(duì)各壓力傳感器進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能分析的能力。本實(shí)驗(yàn)臺(tái)技術(shù)，適用于生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)和教學(xué)科研的需要。

二、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?span lang="EN-US">

1.掌握壓力傳感器特性校準(zhǔn)的方法和設(shè)備使用；

2.了解不同壓力傳感器的動(dòng)態(tài)響應(yīng)特性；

3.分析各種壓力傳感器的動(dòng)態(tài)壓力響應(yīng)特性；

4.掌握基本信號(hào)處理技術(shù)的應(yīng)用。

依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

1、GB/T1526-1989 《信息處理數(shù)據(jù)流程圖、程序流程圖、系統(tǒng)流程圖、程序網(wǎng)絡(luò)圖、系統(tǒng)資源圖的文件編制符號(hào)及約定》；

2、GB/T8567-1988 《計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品開發(fā)文件編制指南》；

3、GB50171-92《電氣裝置安裝工程盤、柜及二次回路結(jié)線施工及驗(yàn)收規(guī)范》；

4、ZB/N04009-88《工業(yè)自動(dòng)化儀表盤通用技術(shù)條件》。

三、實(shí)驗(yàn)原理

1.傳感器的標(biāo)定，就是通過實(shí)驗(yàn)建立傳感器輸入量和輸出量之間的關(guān)系，同時(shí)也確定出不同使用條件下的誤差關(guān)系。

2.靜態(tài)校準(zhǔn)：用活塞式靜壓力校驗(yàn)設(shè)備同時(shí)校驗(yàn)安裝在同一壓力腔室的工業(yè)用遠(yuǎn)傳壓力表、壓力傳感器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)特性。動(dòng)態(tài)壓力測量：用壓力波發(fā)生裝置產(chǎn)生交變壓力信號(hào)。用以上幾種壓力傳感器同時(shí)測量這一壓力信號(hào)，各壓力傳感器輸出由計(jì)算機(jī)采集和分析，通過一系列的標(biāo)定曲線得到其特性指標(biāo)。

四、測控項(xiàng)目

實(shí)驗(yàn)裝置主要由穩(wěn)態(tài)壓力波發(fā)生裝置、工業(yè)用遠(yuǎn)傳壓力表、低響應(yīng)頻率的壓力傳感器、高頻壓力傳感器、開關(guān)電源、數(shù)據(jù)采集板卡、計(jì)算機(jī)以及管路組成，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

為了各壓力傳感器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)，系統(tǒng)采用自制的管路系統(tǒng)連接壓力波發(fā)生裝置，在管路上安裝工業(yè)用遠(yuǎn)傳壓力表、動(dòng)態(tài)響應(yīng)壓力傳感器等裝置。在進(jìn)行靜態(tài)校準(zhǔn)時(shí)，關(guān)閉截止閥f、c，打開其余截止閥，通過砝碼來分別進(jìn)行工業(yè)用遠(yuǎn)傳壓力表、動(dòng)態(tài)響應(yīng)壓力傳感器的校準(zhǔn)；在進(jìn)行動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)時(shí)，關(guān)閉截止閥a、c，打開其余截止閥，由壓力波發(fā)生裝置對(duì)管路系統(tǒng)產(chǎn)生交變的壓力信號(hào)。在進(jìn)行靜態(tài)和動(dòng)態(tài)校準(zhǔn)時(shí)，由安裝其上的工業(yè)用遠(yuǎn)傳壓力表、動(dòng)態(tài)響應(yīng)壓力傳感器等各種傳感器檢測檢測穩(wěn)態(tài)或交變的壓力信號(hào)，并將信號(hào)轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)工業(yè)信號(hào)或485信號(hào)傳遞給數(shù)據(jù)采集板卡，計(jì)算機(jī)則實(shí)時(shí)采集板卡的各傳感器轉(zhuǎn)換后的信號(hào)，并采用自主研發(fā)的上位機(jī)軟件對(duì)所采集的壓力信號(hào)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和處理，獲得各傳感器所采集的穩(wěn)態(tài)和交變壓力，并實(shí)現(xiàn)對(duì)各壓力傳感器的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)標(biāo)定。

圖1 測試系統(tǒng)圖

1-砝碼；2-測量活塞；3-活塞筒；4-遠(yuǎn)傳壓力表；5-油杯；6-高頻壓力傳感器；7-低頻壓力傳感器；8-采集控制柜；9-手輪；10-絲桿；11-工作活塞；12-工作液；a, b, c, d, e, f, g-截止閥

五、試驗(yàn)臺(tái)功能

1.數(shù)據(jù)采集巡檢周期可由用戶自動(dòng)設(shè)定，最小周期為每隔10秒刷新1次，周期為每1分鐘刷新1次。

2.計(jì)算機(jī)能夠在線顯示各點(diǎn)壓力數(shù)據(jù)，并能在線繪制這些數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)于時(shí)間的變化曲線。

3.可在計(jì)算機(jī)上預(yù)覽測試結(jié)果，相關(guān)參數(shù)經(jīng)確認(rèn)后，可自動(dòng)存入數(shù)據(jù)庫。

4.可按文件名或者實(shí)驗(yàn)標(biāo)號(hào)在計(jì)算機(jī)內(nèi)調(diào)閱、打印試驗(yàn)記錄或結(jié)果。

5.各壓力傳感器的在線標(biāo)定。

六、試驗(yàn)臺(tái)特點(diǎn)

1.結(jié)構(gòu)簡單、安裝方便；

2.測試過程具有直觀、快速、準(zhǔn)確、方便；

3.系統(tǒng)采用高精度壓力變送器，只要在實(shí)驗(yàn)前進(jìn)行零點(diǎn)調(diào)整即可。實(shí)驗(yàn)過程中不需要頻繁調(diào)零。

4.壓力值的測量被轉(zhuǎn)換成對(duì)標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)，提高了系統(tǒng)的測量精度與可靠性。

5.采用ADuC812為核心的數(shù)據(jù)采集板，提高了系統(tǒng)的可靠性。

6.測控軟件采用C# 多線程的編程技術(shù)，提高了系統(tǒng)的實(shí)時(shí)性，同時(shí)引入ActiveX虛擬儀器控件，構(gòu)成了具有Windows操作風(fēng)格、虛擬儀器為一體的測控界面。

七、技術(shù)參數(shù)

1.檢測壓力量程：0.6MPa

2.壓力傳感器精度：1%FS

3.壓力傳感器工作介質(zhì)溫度：-40℃～＋125℃

4.壓力表精度：1.6級(jí)

5.輸出信號(hào)：4～20mA

6.壓力波發(fā)生裝置壓力≤0.25MPa

7.電機(jī)功率：0.55kW

8.通訊方式：RS232/485

9.活塞式壓力計(jì)YS-2.5，精度0.05級(jí)；

10.遠(yuǎn)傳壓力表YTT-150，精度1.6級(jí)，量程0 ~ 250kPa；

11.壓力傳感器YSZT-22，精度0.25級(jí)，量程0 ~ 250kPa；

12.壓力傳感器PT310-250K133，精度0.5級(jí)，量程0 ~ 250kPa；

13.空氣壓縮機(jī)EWS06-08，壓力0.8MPa；