壓力傳感器測試儀的基本設(shè)計

        摘要：為了適應(yīng)對壓力傳感器的快速檢測、調(diào)節(jié)和修理，本文根據(jù)某型壓力傳感器確定被測試項目，重點對被測參數(shù)進行分析，采用研華IPC-610H工控機，TESCOMER3000的電子壓力控制器設(shè)計方案。軟件采用LabVIEW，完成編輯、編譯、連接、調(diào)試等開發(fā)。將測試數(shù)據(jù)自動形成報表、自動存儲且可查閱，并以Excel格式進行測試記錄輸出，方便保存、打印。
　　
　　1、整體設(shè)計思路
　　
　　本測試儀性強，對可靠性、安全性要求高，測試儀控制氣路來模擬產(chǎn)生水壓環(huán)境，通過氣壓的變化來激勵壓力信號器產(chǎn)生相應(yīng)的響應(yīng)信號，經(jīng)過與技術(shù)規(guī)范數(shù)據(jù)比對得出相應(yīng)的測試結(jié)果，并將結(jié)果顯示在液晶顯示器上。原理框圖見圖1。　　
　　1．1工控機
　　
　　工控機采用研華IPC-610H，機箱采用全鋼19寸4U標(biāo)準(zhǔn)，底板為14槽工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)無源底板PCA-6114P4-C，電源采用250W工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源PS-250ATX-ZE，主板采用PCA-6010V支持雙通道DDR2667SDRAM，zui高可達4GB，G2版本支持CF插槽和DVI接口；符合PICMG1．0標(biāo)準(zhǔn)，支持LGA775InCore2DuoFSB1066MHz處理器，支持雙通道DDR2667SDRAM，zui高可達4GB單GbELANviaPCIexl通道COM端口，4SATA端口，8USB接口。
　　
　　1．2高功率繼電器卡
　　
　　高功率繼電器卡選取凌華PCI-7260，該板卡包含八個繼電器輸出通道，每個通道可切換250V的交流電源，或30V的直流電源，面板上的可插拔連接器同時具備高電流切換與易于接線的特性。凌華PCI-7260提供八個獨立的數(shù)字輸入通道，并為這些數(shù)字輸入通道設(shè)計濾波電路，以過濾信號端可能發(fā)生的突波，提升系統(tǒng)的可靠性。
　　
　　1．3A／D卡
　　
　　A／D卡選取PIS0-81312位隔離A／D卡。PIS0-813有32個單端輸入模擬量通道。PIS0-813的隔離電壓高達3000V。本卡是zui為經(jīng)濟的PCI總線A／D卡。它帶有一個37針D型連接頭，可適用于5VPCI總線插槽并支持真正的即插即用。PCI總線模擬量輸出卡高分辨率多通道模擬量輸出卡，簡潔無跳線設(shè)計，軟件校準(zhǔn)。
　　
　　1．4電子壓力控制器
　　
　　TESCOMER3000的電子壓力控制器使調(diào)壓閥的出口壓力平穩(wěn)、，調(diào)節(jié)速度快，響應(yīng)速度快。ER3000可用PLC或電腦軟件控制，人不必到達現(xiàn)場，可實現(xiàn)遠程控制，防爆型的設(shè)計使操作人員可遠離危險，且輸出氣流操控的過程均可被控制。
　　
　　2、氣源組件主要結(jié)構(gòu)及簡要工作原理
　　
　　氣源組件是以高壓氣瓶、單向閥、高壓過濾及閥門組成的一個蓄能氣源。該組件輸入端接入高壓氣體管道，輸出端采用高壓軟管連接到控制柜。高壓氣瓶主要起到蓄能的作用，以適應(yīng)系統(tǒng)用氣的需要；過濾器的作用主要是濾掉顆粒、油漬等雜質(zhì)，滿足用氣露點及清潔度的要求。管道選用1／4英寸的不銹鋼管，滿足氣管強度要求。器件整體安置在機柜內(nèi)。氣路控制圖見圖2。　　
　　控制組件是該系統(tǒng)的核心，它的主要作用是采用程序控制，控制氣體壓力按不同通道輸出，同時具有欠壓報警及過壓保護，程序調(diào)壓，故障報警功能。進氣控制閥采用一只二位二通電磁閥。程序控制電磁閥對管路進行開關(guān)控制。系統(tǒng)采用美國TESCOM高精度的氣驅(qū)伺服減壓閥、壓力傳感器和控制器來根據(jù)設(shè)定的壓力自動調(diào)壓和調(diào)整。壓力控制器采用TESCOM公司的ER3000型電子壓力控制器，該控制器與相應(yīng)的調(diào)節(jié)閥配合可滿足0～10MPa范圍的氣壓控制。壓力傳感器選用TESCOM公司相配套的100系列傳感器，工作壓力0～1000psi精度等級0．25，輸出信號4～20mA，工作電壓24VDC。輸出通路均設(shè)有電磁閥排空控制，考慮到管路的簡潔，輸出電磁閥和排空電磁閥合一，采用DCF6型二位三通電磁閥。主管道采用1／4英寸不銹鋼管，為了安全，每個壓力支路上設(shè)置一只安全閥。控制組件氣路控制見圖3。　　
　　3、軟件設(shè)計
　　
　　該系統(tǒng)軟件平臺為LabVIEW，具有良好的人機界面，分為系統(tǒng)登陸、傳感器測試、保存報表、參數(shù)設(shè)置、檢修系統(tǒng)、在線幫助七個模塊，測試界面見圖4。　　
　　3．1參數(shù)設(shè)置
　　
　　要求具有管理員權(quán)限，點擊參數(shù)設(shè)置；輸入管理員的操作密碼，進入設(shè)置界面；可以更改合格判據(jù)、測試時間、添加管理操作者，修改完畢保存后退出即可進行其他操作。　　
　　3．2檢修系統(tǒng)
　　
　　此項功能主要應(yīng)用于手動調(diào)整輸出氣壓，檢測外接器件或設(shè)備自檢。操作要求具有管理員權(quán)限；點擊系統(tǒng)自檢，輸入管理員的操作密碼，進入檢修系統(tǒng)界面；點擊輸入電磁閥，輸入電磁閥動作，面板上輸入燈亮，檢查輸入電磁閥動作是否正常，輸入壓力顯示是否正常；點擊傳感器輸出電磁閥、信號器輸出電磁閥可分別檢測相應(yīng)電磁閥動作是否正常；轉(zhuǎn)動輸出氣壓調(diào)節(jié)或輸入需調(diào)節(jié)的壓力值，均可實現(xiàn)壓力的手動調(diào)整輸出；使用完畢，點擊退出鍵，即可回到初始界面，進行其他操作。　　
　　4、結(jié)束語
　　
　　本測試儀完成對某系列水中壓力傳感器的測試，系統(tǒng)硬件充分考慮了測量過程的可靠性、實時性與安全性，系統(tǒng)軟件充分考慮了算法設(shè)計的規(guī)范性、人機交互界面的友好性。經(jīng)過實際使用，滿足了測試需求。