一種壓力校準數據轉換數據表的裝置的製作方法

2023-04-24 13:19:21 2

專利名稱：一種壓力校準數據轉換數據表的裝置的製作方法
技術領域：
本發明涉及壓力校準及測控技術領域，尤其是一種將壓力校準數據轉換成數據表 的裝置。
背景技術：
壓力測量設備必須定期進行校準才能保證測量壓力的準確性。壓力校準源就是校 準壓力測量設備的專門儀器，一般壓力校準源的精度高於壓力測量設備一個數量級。隨著 壓力校準及測控技術的發展，壓力測控儀已經替代了傳統的壓力校準源並實現自動控制壓 力校準數據輸出、數據測量、數據處理和對壓力測量設備進行校準等多種功能。壓力測控儀 每次控制輸出一個校準氣壓施加在壓力測量設備上，待校準氣壓穩定後，壓力測量設備進 行數據測量，用壓力測控儀的校準數據與壓力測量設備測量的數據計算後對壓力測量設備 調整，使壓力設備測量更加準確。壓力測控儀控制輸出的壓力校準數據包括三個參數並符 合P l= 數，其中PS I是壓力測控儀輸出氣壓，vs l是壓力測控儀輸出電壓值，
是壓力測控儀內高精度壓力傳感器的校準係數。壓力測控儀的校準氣壓穩定後輸出 Ps i同時對應有v^^*。^^^^的輸出，稱為P-V-C壓力校準數據輸出。隨著壓力測控技術 的發展和精度提高的需要，壓力測控儀已經不能適應發展的要求。例如1、為提高多通道壓 力測量設備的精度，需要以壓力測控儀的壓力校準數據為基準進行壓力測量，需要同時從 壓力測控儀全量程範圍內取出多個壓力校準數據，而壓力測控儀每次只能輸出一個壓力校 準數據；2、一般壓力測控儀在恆溫下工作，有需要預熱、不宜移動、工作時必須有氮氣瓶、真 空泵和許多外圍設備的特點，若測量現場安裝有壓力測量設備不易拆裝但又必須對壓力測 量設備進行壓力校準的情況，依照現在壓力測控儀的工作環境和方式無法得到滿足。

發明內容
為了克服現有技術不能同時輸出多個壓力校準數據和工作環境要求較高的不足， 本發明公開了一種壓力校準數據轉換數據表的裝置，能夠提供連續的穩定氣壓可將壓力測 控儀的校準數據轉換成P-V-C數據表，使用數據表可提高測量精度。本發明解決技術問題所採用的技術方案包括遞增設置器、遞增控制器、壓力穩定 容器、校驗運算器、壓力測控儀、壓力反饋器、數據同步檢測單元、計算機、P-V-C數據表存儲 器、壓力校準系統、溫度補償系統和多通道壓力測量設備。遞增設置器連接遞增控制器，遞 增控制器氣路通過壓力測控儀、壓力反饋器、壓力穩定容器連接遞增控制器，壓力測控儀連 接計算機，遞增設置器通過校驗運算器、數據同步檢測單元連接計算機，數據同步檢測單元 連接遞增控制器、壓力測控儀、校驗運算器、計算機、P-V-C數據表存儲器，壓力測控儀連接 P-V-C數據表存儲器、校驗運算器，計算機連接壓力校準系統、溫度補償系統、多通道壓力測 量設備，P-V-C數據表存儲器連接溫度補償系統，壓力校準系統連接溫度補償系統，多通道 壓力測量設備連接壓力校準系統。P-V-C數據表存儲器中存儲不同溫度條件下的P-V-C數 據表並符合Ps i=P-V-C數據表可存儲在移動硬碟、U盤、光碟及其它載體存儲器中。所述的溫度補償系統包括順序連接的溫度傳感器和溫度補償控制器。所述的多通道壓力測量設備包括多個壓力傳感器、多路採集卡、P-V-C數據表存儲 器。多個壓力傳感器依次通過多路採集卡、計算機連接P-V-C數據表存儲器。所述的壓力校準系統包括P-V-C數據表存儲器和壓力傳感器。壓力傳感器通過計 算機連接P-V-C數據表存儲器。本發明的有益效果是本發明能夠提供連續的穩定氣壓，將壓力測控儀的校準數 據轉換成P-V-C數據表。用P-V-C數據表對壓力測量設備、壓力傳感器進行參數置換使測 量精度提高。可應用多通道壓力測量設備、校準壓力測量設備等校準及測控技術領域，應用 前景廣泛。本發明利用壓力測控儀輸出的P-V-C壓力校準數據製作成P-V-C數據表，放置在 存儲器中可同時從存儲器中取出全量程校準數據。但不能簡單的將壓力測控儀的校準數據 轉換成校準數據表，因為壓力測控儀不能提供一個連續穩定的壓力，有氣壓過衝現象會造 成PetVe^CeiisiiH者數據進入計算機時不同步，而且每次校準氣壓遞增穩定的時間不 一樣，無法製作成P-V-C數據表。解決辦法是採用遞增設置和控制、壓力穩定容器、壓力反 饋器組成穩定氣壓系統即可調控穩定氣壓和防止氣壓過衝現象又可以提供可以連續遞增 的校準壓力輸出，並能滿足存儲校準數據時間大於穩定氣壓保持穩定時間，達到壓力測控 儀以最小解析度為單位進行從零壓力到滿量程進行連續壓力遞增的目的。使P校準、Vsm, C ！^三者數據同步通過計算機製作成P-V-C數據表放置在存儲器中。


圖1是本發明的裝置示意圖；(其中虛線是氣路)圖2是多通道壓力測量設備示意圖；圖3是校準壓力測量設備示意圖。
具體實施例方式附圖1是一種壓力校準數據轉換成數據表的裝置示意圖，其中遞增設置器採用型 號是PZA的氣動遞增計數器並連接遞增控制器、校驗運算器。遞增控制器採用型號是FESTO 的氣動控制單元其中氣路連接壓力穩定容器、壓力測控儀，電路連接遞增設置器、數據同步 檢測單元。壓力穩定容器採用型號是jc-3的壓力容器其中氣路連接壓力反饋器、遞增控制 器。壓力反饋器採用型號是IMAV的壓力控制閥氣路連接壓力測控儀、壓力穩定容器。校驗 運算器採用型號是L5190209的智能數字運算器並連接遞增設置器、壓力測控儀、數據同步 檢測單元、計算機。壓力測控儀採用型號是CPC-6000其中氣路連接遞增控制器、壓力反饋 器，電路連接校驗運算器、計算機、P-V-C數據表存儲器。由公知通用的同步採樣數據檢測 通道晶片、採樣發生器、自檢電路組成數據同步檢測單元並連接遞增控制器、校驗運算器、 計算機、P-V-C數據表存儲器。計算機連接校驗運算器、壓力測控儀、壓力反饋器、數據同 步檢測單元、P-V-C數據表存儲器、壓力校準系統、溫度補償系統和多通道壓力測量設備。 P-V-C數據表存儲器採用型號是ST310005FDM的移動硬碟並連接計算機、壓力測控儀、溫度 補償系統、數據同步檢測單元。由遞增設置器、遞增控制器、壓力穩定容器、壓力反饋器組成的穩定氣壓系統，用來調整控制氣壓速度和保持穩定時間可防止氣壓過衝現象又可以提供 可以連續遞增的壓力，由於存儲校準數據時間大於穩定氣壓保持穩定時間可保證存儲校準 數據，壓力測控儀以最小解析度為單位進行從零壓力到滿量程連續壓力遞增將校準數據P 準進入計算機，同時壓力測控儀的RS232輸出將電壓值νβ ι、校準傳感器的係數數同 步輸入到計算機，在計算機中，將全量程中每一個壓力校準數據Pi 、V校準、Ceiisii同步制 作成P-V-C數據表並放置在存儲器中。數據同步檢測單元、校驗運算器、遞增單元控制完成 P-V-C三個數據同步製作P-V-C數據表。壓力校準數據轉換過程在恆溫下進行，改變不同的 恆溫，重複進行製作不同恆溫下的P-V-C數據表並放入存儲器中。(說明每一個壓力校準 數據有三個參數Ρβ ιω、ν·ω、(:· ω，全量程壓力校準數據個數=壓力測控儀的最小分辨 率*壓力測控儀量程)附圖1溫度補償系統中的溫度傳感器採用型號是AD590，溫度控制器採用型號是 SG118，溫度傳感器連接溫度補償控制器。校準數據轉換成P-V-C數據表的過程在恆溫下進 行。實際應用時，實時測量環境溫度並從P-V C數據表存儲器中取出相對應恆溫下的P-V-C 數據表的數據。附圖2中的多通道壓力測量設備採用型號是DH-2000的壓力傳感器，多路採集卡 採用型號是BC4210的多路採集卡、P-V-C數據表存儲器採用型號是ST310005FDM的移動硬 盤。實際應用測量多路壓力時，多個壓力傳感器測量得到的數據並行通過多路採集卡進入 計算機。同時從存儲器中取出全量程校準數據，並用Pe^Ceiesii的校準壓力數據對多個壓 力傳感器的壓力參數進行對應置換，可以提高測量精度。例如壓力傳感器測量的壓力數據 是用Piwm-VIwm-Ciwm參數表示並符合Piwm = ν Μ*(^ιΛΜ，在P-V-C數據表中的校準數 據用P M-Vi^iM-CeiisiiΜ參數表示。在同一量程情況下，把壓力傳感器存儲器中的參數P 測量M和C測量M用P校準M和C校準係數Μ進行對應置換。壓力傳感器輸出特性變成P校準M-V測量M-C 校準M並符合P校準=c校準係數*V·。在測量壓力時，V M是測量電壓值(變量)，由於C校準系 s是壓力測控儀內高精度壓力傳感器的校準係數，所以的精度高於CMm。得到的P 校準=C校準係數轉測量測量壓力值比P 測量M — V測量M5^C測量M 測量精度高。(m是大於10的任意自 然數)附圖3中的校準壓力測量設備的P-V-C數據表存儲器採用型號是ST310005FDM的 移動硬碟，壓力測量設備採用型號是DH-2000的壓力傳感器。用P-V-C數據表對測量現場 安裝的壓力傳感器進行校準，並將壓力參數進行置換，可提高壓力測量精度。其方法是把 壓力傳感器量程均分m個壓力點，被校準以前壓力傳感器的參數用P傳^sm-V傳^sm-C傳感器M 表示，用外界壓力對壓力傳感器施壓Pftssm，調節外界壓力使傳感器的壓力PftiSM = P M，利用P-V-C數據表中與？_ 相對應的置換壓力傳感器的CftsSM。校準後的壓 力傳感器從原來的P 傳感器傳感器M—C傳感器M變為P校準傳感器M_C校準M。 從小到大依次將壓力 傳感器量程m點依照以上步驟進行校準和置換Ce ISiiM。(m是大於10的任意自然數。)本發明與現有技術相比具有以下顯著的優點1)將壓力測控儀輸出壓力校準數據變換得到P-V-C數據表，同時從P-V-C數 據表 取出全量程範圍校準數據，工作方式靈活方便。2)提供若干個恆溫條件下的P-V-C數據表，實時測量溫度值取出實時恆溫下的 P-V-C數據表的校準數據。
3)利用基準壓力精度高的特點，將參數進行對應置換，可同時提高多通道壓力測 量設備的測量精度。4)應用P-V-C數據表對壓力測量設備P-V-C的輸出特性進行壓力校準，經P-V-C 數據表對壓力測量設備的參數置換，參數置換後壓力測量設備壓力測量精度高。壓力校準數據轉換成數據表工作過程1、選擇穩定氣壓系統的壓力穩定範圍大於等於1. 3倍的壓力測控儀量程。2、遞增設置器設置以壓力測控儀的最小解析度為基本壓力 單位進行壓力遞增。3、選擇保持時間，壓力穩定容器和穩定壓力反饋器用來調整壓力控制 速度和保持穩定時間用來將每個Ρ η、ν·η、(:β ι_ηΗ個信號同步遞增，選擇遞增控制穩 定保持時間>=0.3秒。4、運行和數據存放Α)以壓力測控儀最小解析度為單位運行壓力 測控儀從零壓力到滿量程進行連續壓力遞增將校準數據送入計算機，經過保持穩定時間存 儲校準數據後再遞增下一個。數據同步檢測單元、校驗運算器、遞增單元控制P_n、V_n、 C校準係數每次三個信號同步遞增。B)將P校準n、V校準n、C校準係數η的校準數據製作成P-V-C數據 表並放入存儲器中。C)校驗數據，數據同步檢測單元、校驗運算器用來校驗ρβ |η、νβ |η、ε
存儲全量程過程中是否相對應。(η是大於10的任意自然數。)
權利要求
一種壓力校準數據轉換數據表的裝置，包括遞增設置器、遞增控制器、壓力穩定容器、校驗運算器、壓力測控儀、壓力反饋器、數據同步檢測單元、計算機、P-V-C數據表存儲器、壓力校準系統、溫度補償系統和多通道壓力測量設備，其特徵在於遞增設置器連接遞增控制器，遞增控制器氣路通過壓力測控儀、壓力反饋器、壓力穩定容器連接遞增控制器，壓力測控儀連接計算機，遞增設置器通過校驗運算器、數據同步檢測單元連接計算機，數據同步檢測單元連接遞增控制器、壓力測控儀、校驗運算器、計算機、P-V-C數據表存儲器，壓力測控儀連接P V-C數據表存儲器、校驗運算器，計算機連接壓力校準系統、溫度補償系統、多通道壓力測量設備，P-V-C數據表存儲器連接溫度補償系統，壓力校準系統連接溫度補償系統，多通道壓力測量設備連接壓力校準系統；P-V-C數據表存儲器中存儲不同溫度條件下的P-V-C數據表並符合P校準＝C校準係數*V校準。
2.根據權利要求1所述的一種壓力校準數據轉換數據表的裝置，其特徵在於所述的 溫度補償系統包括順序連接的溫度傳感器和溫度補償控制器。
3.根據權利要求1所述的一種壓力校準數據轉換數據表的裝置，其特徵在於所述的 多通道壓力測量設備包括多個壓力傳感器、多路採集卡、P-V-C數據表存儲器；多個壓力傳 感器依次通過多路採集卡、計算機連接P-V-C數據表存儲器。
4.根據權利要求1所述的一種壓力校準數據轉換數據表的裝置，其特徵在於所述的 壓力校準系統包括P-V-C數據表存儲器和壓力傳感器；壓力傳感器通過計算機連接P-V-C 數據表存儲器。
全文摘要
本發明公開了一種壓力校準數據轉換數據表的裝置，遞增設置器連接遞增控制器，遞增控制器氣路通過壓力測控儀、壓力反饋器、壓力穩定容器連接遞增控制器，遞增設置器通過校驗運算器、數據同步檢測單元連接計算機，數據同步檢測單元連接遞增控制器、壓力測控儀、校驗運算器、計算機、P-V-C數據表存儲器，壓力測控儀連接P-V-C數據表存儲器、校驗運算器和計算機，計算機連接壓力校準系統、溫度補償系統、多通道壓力測量設備，P-V-C數據表存儲器和壓力校準系統連接溫度補償系統；P-V-C數據表存儲器中存儲不同溫度條件下的P-V-C數據表。本發明能夠提供連續的穩定氣壓，將壓力測控儀的校準數據轉換成P-V-C數據表。
文檔編號G01L25/00GK101832838SQ201010171488
公開日2010年9月15日 申請日期2010年5月13日 優先權日2010年5月13日
發明者惠增宏, 焦予秦, 金承信, 高正紅, 高永衛 申請人:西北工業大學