【中心內容】文章基于在航天器地面模擬試驗中的壓力計量測試需求，針對常用的一種壓力變送器，開(kāi)發(fā)了一套自動(dòng)校準系統。
【引言】
在航天器地面模擬試驗中，壓力計量測試主要應用于以下場(chǎng)合：1）動(dòng)力系統的壓力測試、檢查與密封，如模擬器的充氣，氣瓶的氣密性檢查、置換和增壓；2）地面輔助設備的壓力測試和控制，如空調機組的壓力測試與控制，潔凈壓縮空氣、氮氣、液氧、液氮制取設備上所涉及的各種壓力的測試與控制[1]。在上述過(guò)程中使用到的所有壓力測試儀表的準確性與可靠性都要通過(guò)定期的計量校準來(lái)保證。因此，壓力測試儀表的計量校準工作是地面模擬試驗的重要保障環(huán)節。對于測量壓力參數來(lái)說(shuō)，工業(yè)上普遍采用變送器將壓力轉換成電流信號來(lái)傳輸模擬量。采用電流信號的原因是不容易受試驗環(huán)境干擾，并且電流源內阻無(wú)窮大，導線(xiàn)電阻串聯(lián)在回路中不影響信號質(zhì)量，在普通雙絞線(xiàn)上可以傳輸數百米。目前我們經(jīng)常校準的為第二代壓力變送器，負載電阻為0～350 kΩ（如SC3051系列），輸出模擬直流電流信號4～20 mA。上限取20 mA 是考慮防爆的要求，下限沒(méi)有取0 mA 是為了能檢測到數據傳輸線(xiàn)是否斷路。壓力變送器的校準傳統上是通過(guò)手動(dòng)方式來(lái)完成的，校準過(guò)程中的操作環(huán)節多、工作效率低，很容易引入人為誤差。為了提高校準工作效率和測量精度，我們開(kāi)發(fā)了一套壓力變送器自動(dòng)校準裝置。
1、自動(dòng)校準裝置的組成與工作原理
1、1 校準裝置的組成
該裝置主要由工控計算機系統、供氣系統、壓力控制器系統、數據采集系統、運動(dòng)執行系統、被校準壓力變送器及輔助設施等組成，如圖1 所示。
1）工控計算機系統采用研華工控機，安裝了LabVIEW8.6 軟件和數據測控程序。
2）供氣系統用氮氣瓶并配以減壓閥進(jìn)行供氣，提供校準所需壓力的氣體。
3）壓力控制器系統將所供的氣體按照設定的標準值進(jìn)行輸出，用于提供標準的壓力源。
4）數據采集系統使用計算機和儀器設備的RS232 通信接口，由數據測控程序設定壓力變送器的校準值。之后計算機按照RS232 接口通信協(xié)議，采集壓力變送器對應的顯示數值并保存，以方便校準證書(shū)的處理。
5）運動(dòng)執行系統把壓力標準值傳給被檢定的壓力變送器，來(lái)實(shí)現校準。
1.2 壓力自動(dòng)校準過(guò)程
1）根據壓力變送器的測量范圍和精度，選擇校準點(diǎn)的個(gè)數。應按量程基本均勻分布，一般包括上限值和下限值（或其附近10%輸入量程以?xún)龋┰趦鹊牟簧儆?/span>5 個(gè)校準點(diǎn)。測量精度優(yōu)于0.1 級和0.05級的壓力變送器應不少于9 個(gè)校準點(diǎn)。
2）根據輸入壓力對壓力變送器輸出下限值和上限值進(jìn)行調整，使其與理論的下限值和上限值相一致，完成對壓力變送器“零點(diǎn)”和“滿(mǎn)量程”的校準。
3）校準前，把產(chǎn)品名稱(chēng)、型號規格、測量范圍、準確度、測量點(diǎn)數分別輸入到計算機的虛擬儀器測控軟件中，然后開(kāi)始正式校準。在計算機控制下，壓力控制器從測量下限開(kāi)始自動(dòng)等間隔加壓。當壓力達到某個(gè)設定值并持續穩定2 s 后，壓力控
制器發(fā)出反饋信息給計算機，虛擬儀器軟件程序讀取被校準壓力變送器的輸出電流值；對此數據進(jìn)行保存之后，計算機給壓力控制器發(fā)出指令，開(kāi)始進(jìn)行下一個(gè)校準點(diǎn)的測試。當壓力達到設定的測量上限后，虛擬儀器軟件程序開(kāi)始自動(dòng)逐點(diǎn)減壓反行程測量，直至回到零點(diǎn)完成一個(gè)循環(huán)。
4）測試結束后由虛擬儀器軟件對數據進(jìn)行處理得出校準結果，同時(shí)可由打印機打印出原始記錄及校準證書(shū)。
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