便攜式壓力變送器檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)之整體結(jié)構(gòu)

     壓力變送器是工業(yè)中常見的一種壓力儀表。它能感受壓力并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)榭蓚魉偷臉?biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)，如4 ～ 20 mA 電流信號(hào)或1 ～ 5 V 電壓信號(hào)。且輸出信號(hào)與壓力變量之間有著給定的函數(shù)關(guān)系式，通常為線性關(guān)系。壓力變送器主要用于工業(yè)過(guò)程中壓力參數(shù)的測(cè)量和控制，在航空、航天、石油、化工、冶金等行業(yè)中有著非常廣泛的應(yīng)用［1］。

    隨著工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的加快，壓力變送器的應(yīng)用范圍在不斷拓寬，其計(jì)量檢定和現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)工作量也越來(lái)越大。目前對(duì)于壓力變送器的計(jì)量檢定主要有兩種方法: 一種是采用活塞式壓力計(jì)，將壓力值溯源到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，利用砝碼進(jìn)行檢定。活塞式壓力計(jì)測(cè)量精度高、穩(wěn)定性好，但是較為笨重，便攜性較差，且由于受到砝碼的限制，壓力測(cè)量值無(wú)法方便地實(shí)現(xiàn)連續(xù)測(cè)量。另一種是基于標(biāo)準(zhǔn)表法的全自動(dòng)壓力校驗(yàn)裝置，這種裝置實(shí)現(xiàn)了壓力變送器檢定的自動(dòng)化，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率。但是也存在著一些不足: 如價(jià)格昂貴，普通用戶無(wú)法承受; 部分校驗(yàn)裝置還需外接壓力源，使得現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)存在諸多不便。

本文針對(duì)目前壓力變送器檢定裝置存在的問(wèn)題，設(shè)計(jì)了一種便攜式的壓力變送器檢定系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用壓桿結(jié)構(gòu)的臺(tái)式壓力泵作為壓力發(fā)生裝置，運(yùn)用標(biāo)準(zhǔn)表法檢定原理，將高精度的智能壓力表作為標(biāo)準(zhǔn)表，利用LabView 作為軟件平臺(tái)，完成壓力變送器的信號(hào)采集與壓力值計(jì)算，并讀取標(biāo)準(zhǔn)表的壓力值，最終完成壓力變送器的信號(hào)采集、誤差計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、便于攜帶，特別適用于壓力變送器的現(xiàn)場(chǎng)檢定和校驗(yàn)，可大大提高工作效率。

系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

整個(gè)系統(tǒng)由壓力發(fā)生裝置、標(biāo)準(zhǔn)表、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等組成，如圖1 所示。

壓力發(fā)生裝置

壓力發(fā)生裝置為臺(tái)式壓力泵，包括液體高壓泵和氣體壓力泵，采用開放式壓桿結(jié)構(gòu)。液體壓力泵采用油介質(zhì)或蒸餾水，用于提供穩(wěn)定且能夠產(chǎn)生高壓壓力源，最高壓力可達(dá)60 MPa。氣體壓力泵以空氣為介質(zhì)，主要用于校驗(yàn)低于6 MPa 的壓力儀表，其結(jié)構(gòu)如圖2 所示。整個(gè)裝置由加壓杠桿、儀表連接頭、壓力微調(diào)手柄、壓力截止閥以及泄壓閥等部件構(gòu)成。將標(biāo)準(zhǔn)壓力儀表和被檢壓力儀表連接到內(nèi)螺紋連接頭，關(guān)閉泄壓閥，打開壓力截止閥，輕輕操作加壓杠桿，逼近所需壓力后停止加壓，將壓力截止閥關(guān)閉，調(diào)節(jié)壓力微調(diào)手柄直至所需的壓力。

標(biāo)準(zhǔn)壓力表

    標(biāo)準(zhǔn)壓力表采用高精度的數(shù)字式壓力表，如圖3 所示。壓力測(cè)量準(zhǔn)確度為± 0. 05 ，可以根據(jù)檢定要求選擇不同量程范圍的標(biāo)準(zhǔn)表。儀表具有ＲS232 通信接口，可以通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)的ＲS232 電纜與計(jì)算機(jī)連接，完成儀表地址和波特率的設(shè)置后由上位機(jī)完成數(shù)據(jù)的采集與分析。標(biāo)準(zhǔn)壓力表采用大容量的鋰電池供電技術(shù)和低功耗技術(shù)設(shè)計(jì)，解決了便攜式儀表連續(xù)使用時(shí)間太短的問(wèn)題，可提供足夠的連續(xù)使用時(shí)間，在檢定過(guò)程中無(wú)需頻繁充電。

如需了解便攜式壓力變送器檢定系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)，請(qǐng)看下文：軟件設(shè)計(jì)部分

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