專利名稱：一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及壓力傳感器技術領域，具體涉及一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置。
背景技術：
使用壓阻式壓力傳感器進行測量時，壓力傳感器的溫度漂移問題普遍存在。溫度漂移超差后，造成測量數據失真，從而導致壓阻式壓力傳感器在工業領域的應用受到很大限制。目前對壓阻式壓力傳感器進行溫度漂移校準，多數情況下所需條件較為苛刻。根據調研情況，壓阻式壓力傳感器的溫度漂移校準裝置，普遍采用保溫箱或保溫槽等保持和穩定溫度，保溫裝置造價昂貴；同時，被校準壓力傳感器處于保溫箱或保溫槽中，標準壓力計與保溫箱或保溫槽用管線連接，結構復雜，接線環節多。因此，溫度漂移校準裝置很難得到普遍推廣和使用。
實用新型內容本實用新型提供了一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置，克服了以往保溫裝置成本大、校準裝置接線過于復雜的問題。該校準裝置結構簡單，實施成本低，校準精度高，能顯著抑制壓力傳感器溫度漂移幅度，提高系統抗溫度干擾能力。本實用新型的一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置，包括熱學綜合試驗儀、金屬貯氣瓶、壓力傳感器、數據采集器、溫度傳感器、精密數字壓力計、壓力泵以及校準模塊；熱學綜合試驗儀對金屬貯氣瓶進行加熱，使金屬貯氣瓶中氣體處于多種不同溫度環境；溫度傳感器的測試端、壓力傳感器的測試端、精密數字壓力計的測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內后，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境；壓力傳感器的輸出端和溫度傳感器的輸出端均與數據采集器的輸入端相連，數據采集器的輸出端與校準模塊相連，數據采集器將壓力傳感器測得的壓強模擬信號和溫度傳感器測得的溫度模擬信號轉換為數字信號后送給校準模塊；精密數字壓力計的精度至少比壓力傳感器的精度高一個數量級，精密數字壓力計的輸出端直接與校準模塊相連；在校正階段，所述校準模塊接收多組來自數據采集器的金屬貯氣瓶中的溫度傳感器測試得到的溫度、壓力傳感器測試得到的壓強以及精密數字壓力計測試得到的壓
dR n BR Λ dR n SR Λ dR η SR Λ強，由^ = 0，^ = 0，^； = 0，^ = 0，^ = 0，^； = 0計算出系數& 和七的
I mxn
值，其中W =——Σ(巧—G)2，Pk為第k次測試中精密數字壓力計測試得到的壓強，Pk = a0+axUk +a2Uh + Q3Uk2 + aAUkUtk +a5U[，Uk為第k次測試中壓力傳感器測試得到
的壓強，為第k次測試中溫度傳感器測試得到的溫度，m為在壓力傳感器的量程范圍內選取的壓強測試點的個數，η為在壓力傳感器的工作溫度范圍內選取的溫度測試點的個數；k=mXn為測試總次數；在實際使用時，校準模塊根據接收到的來自數據采集器的金屬貯氣瓶中的溫度傳感器測試得到的溫度Ut和壓力傳感器測試得到的壓力U，根據公式P'=a0+aiU+a2Ut+a3U2+a4UUt+a5Ut2計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，熱學綜合試驗儀通過對注水容器進行加熱實現間接對金屬貯氣瓶的加熱和保溫。本實用新型有益效果該校準裝置采用熱學綜合試驗儀和注水容器作為保溫裝 置，大大降低了保溫裝置的購置費用；線路設計簡單，實現了校準裝置的結構性改進；結合運用校準模塊，有助于提高校準精度。
圖I為本實用新型的原理框圖。圖2為本實用新型的實施例示意圖。其中，I-熱學綜合試驗儀，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-精密數字壓力計，8-數據采集器，9-校準模塊。
具體實施方式
以下結合附圖并舉實施例，對本實施例進行詳細描述。本實用新型提供了一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置，如圖I、圖2所示。金屬貯氣瓶4，包含瓶、閥門和瓶塞等，作用是提供一個工作環境；金屬貯氣，4瓶口設有4個接口，分別連接壓力傳感器5的測試端、溫度傳感器6的測試端、壓力泵2的出氣口和精密數字壓力計7的測試端。其中壓力泵2向金屬貯氣瓶4中提供不同的壓力環境。熱學綜合試驗儀I的作用是對金屬貯氣瓶4加溫，并使其在一定時間內保持恒溫當溫度設定在某一值時，打開加熱開關，加熱開始，達到預設溫度時自動停止加熱，低于設定溫度時，又自動開始加熱。為了使金屬貯氣瓶4中的溫度維持穩定和均勻，采用一個注水容器3放置在熱學綜合試驗儀I的加熱端面上，金屬貯氣瓶4浸沒在注水容器3的水中，通過水的熱傳導對金屬貯氣瓶4進行加熱，維持溫度穩定；壓力傳感器5的輸出端和溫度傳感器6的輸出端均與數據采集器8相連，數據采集器8將壓力傳感器5和溫度傳感器6輸入的模擬量轉化為數字量后再發送給校準模塊9。其中，壓力傳感器5輸出的是以電壓為單位的壓強值，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，具體實施方式
如下根據PT14型壓力傳感器的壓強量程和工作溫度范圍確定測試的溫度點和壓強點(至少取六組點)，并盡量使測試點在量程范圍內均勻密集分布。溫度測試點從室溫到70°C，在此范圍內每間隔約7°C選取I個溫度測試點，分別為23. 4°C、30°C、37°C、44°C、54°C、60°C、70°C。壓力測試點從環境氣壓至最大測量值范圍內每間隔約IKPa選取一個點，共選取了 10個壓強測試點。打開熱學綜合試驗儀I預設溫度和精密數字壓力計7，根據熱傳導原理，通過注水容器3對金屬貯氣瓶4進行加熱當溫度傳感器6示值達到測試點預設值并保持時間3分鐘后，打開壓力泵2調整金屬貯氣瓶4氣體壓強。當壓強達到測試點預設值且保持時間30秒，數據采集器8讀取溫度傳感器6測試得到的溫度Ut和壓力傳感器5測試得到的壓強U，并將以上兩者數據和精密數字壓力計7測試得到的壓強P發送至校準模塊。其它測試點重復以上步驟，測試所得數據如表I所示。表I PT14型壓力傳感器標定數據
權利要求1.一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置，其特征在于，包括熱學綜合試驗儀(I)、金屬貯氣瓶(4)、壓力傳感器(5)、數據采集器(8)、溫度傳感器(6)、精密數字壓力計(7)、壓力泵⑵以及校準模塊(9)； 所述熱學綜合試驗儀(I)對金屬貯氣瓶(4)進行加熱，使金屬貯氣瓶(4)中氣體處于多種不同溫度環境； 溫度傳感器(6)的測試端、壓力傳感器(5)的測試端、精密數字壓力計(7)的測試端以及壓力泵(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)的輸出端均與數據米集器(8)的輸入端相連，數據采集器(8)的輸出端與校準模塊(9)相連，數據采集器(8)將壓力傳感器(5)測得的壓強模擬信號和溫度傳感器(6)測得的溫度模擬信號轉換為數字信號后送給校準模塊(9);精密數字壓力計(7)的精度至少比壓力傳感器(5)的精度高一個數量級，精密數字壓力計(7)的輸出端直接與校準模塊(9)相連； 在校正階段，所述校準模塊(9)接收多組來自數據采集器(8)的金屬貯氣瓶(4)中的溫度傳感器(6)測試得到的溫度、壓力傳感器(5)測試得到的壓強以及精密數字壓力計(7)測試得到的壓強，由 ^ = 0,^ = 0,^ = 0^ = 0,-^ = 0^ = 0 da0 dax da2 Sa3 da4 da5 I mx 計算出系數a。、B1, a2、a3、a4和a5的值，其中及=--C)2，Pk為第k次測試中精密數字壓力計(7)測試得到的壓強； Pk =aO +OlUk +^2Ulk +O3Uk2 +O4UlcUlk +O5UI，Uk 為第 k 次測試中壓力傳感器(5)測試得到的壓強，為第k次測試中溫度傳感器(6)測試得到的溫度，m為在壓力傳感器(5)的量程范圍內選取的壓強測試點的個數，η為在壓力傳感器(5)的工作溫度范圍內選取的溫度測試點的個數；k = mXn為測試總次數； 在實際使用時，校準模塊(9)根據接收到的來自數據采集器⑶的溫度傳感器(6)測試得到的溫度Ut和壓力傳感器(5)測試得到的壓力U，根據公式P =Bc^a1Ra2UJa3Uia4UUJa5Ut2計算得到壓力傳感器(5)校正后的輸出值P。
2.根據權利要求I所述的一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置，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，熱學綜合試驗儀(I)通過對注水容器(3)進行加熱實現間接對金屬貯氣瓶的加熱和保溫。
專利摘要本實用新型提供了一種壓阻式壓力傳感器溫度漂移校準裝置，包括熱學綜合試驗儀、注水容器、金屬貯氣瓶、壓阻式壓力傳感器、數據采集器、溫度傳感器、精密數字壓力計、壓力泵以及校準模塊。本實用新型克服了以往校準裝置接線過于復雜、保溫裝置成本較大的問題。該校準裝置結構簡單，實施成本低，校準精度高，能顯著抑制壓力傳感器溫度漂移幅度，提高系統抗溫度干擾能力。
文檔編號G01L27/00GK202614463SQ20122022053
公開日2012年12月19日 申請日期2012年5月9日 優先權日2012年5月9日
發明者孫艷梅, 李 瑞, 惠鵬飛, 苗鳳娟, 陶佰睿 申請人:齊齊哈爾大學