基于CPC6000的PTB220气压传感器的误差校准方法.pdf

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1、基于CPC6000的PTB220气压传感器的误差校准方法■林建滨。马静■福建省大气探测技术保障中心，福建福州350001PrB220系列数字气压表是一种完全补偿式数字式气压传感器，具有测量精度高，稳定性好的特点。该气压表感应元件采用硅电容绝对压力传感器BAROCAP，是通过硅微加工而成，测量范围为：500一l100hPa，工作温度：一40～+60。E，分辨力：0．1hPa，具有较宽的工作工作温度范围和气压测量范围。PTB220的工作原理是：当大气压力变化时，传感器真空室上下两层的硅晶薄膜弯曲，从而使传感器电容值发生变化。压力传感器基于一个先进的

2、RC振荡电路、三个参考电容、温度补偿电容和压敏电容组成，微处理器自动进行压力线性补偿及温度补偿，通过连续测量转换，可以得到当前的大气压力值。PTB220型气压传感器的输出方式有三种：(1)软件可设的RS一232串行输出。(2)T1L电平输出。(3)模拟(电压、电流)输出、脉冲输出。1PT陀20与计算机连接的方法使用超级终端或者串口测试助手对vrB220系列气压传感器进行通讯，如果不知道FrB220初始的通信波特率，可以打开盒盖，将硬件开关sl的SW8拨到on的位置，这时PTB220的默认通讯波特率为9600，E，7，l，F。使用该方法建立连接后

3、，用“?”命令可以获得当前的通讯配置参数。2误差订正步骤2．1全量程气压值比对实验室环境条件下，在全量程范围内选取8个基准气压点进行检定，并求出每个基准气压点的误差。考虑到两个临界端点气压值(500hpa和1100hpa)时容易导致气压传感器发生气压值出界错误，所以选取了550hpa和1050hpa代替。我们采用串13通讯的方式获得所有基准气压点的修正值。将气压传感器CPC6000型全自动压力检验仪气管连接，构成一个密闭的测量系统。用制作好的RS一232串口通讯电缆与传感器、计算机相连。输人命令“read”，实时返回气压传感器读数，并将其与标准

4、器读数进行比对。比对结果如表1。表1PTB220串口通讯方式测试数据标准值550．10600．20700．06800．20900．20950．001000．061050．00X4360003549．85599．99699．97踟o．12900．12950．951000．001049．92修正值+0．25+O．2l+0．∞+o．05+O．吣+0．05+O．06+n08为了实验的准确并准确分析气压传感器的误差所在，我们另外采用办法(2)获取另一组修正值，使用CPc6000型全自动压力检验仪控制压力点变化，将气压传感器的模拟输出端与自动站采集器连接，

5、用采集器获取气压读数，并将其与标准器读数进行比对。比对结果如表2。表2FrB220模拟I电压)方式测试数据标准值550．10600．20700．06800．20900．20950．001000．061050．00X4360003549．70599．90699．80799．90900．00949．80999．901049．80修正值+0．40+0．30+0．26+0．30+0．20+0．16+0．20分析表1和表2可知，传感器自身的气压值读数误差比自动站数据采集器获取的气压值误差要小。这是由于传感器将测量数据转换为模拟量(电压值)输出的过程中，气

6、压传感器自身就存在一个误差，而且该电压值经自动站数据采集器采集、处理后，误差被放大了(通道误差)，并且有可能出现传感器本身是合格的，但是经过采集器获取后，误差却超过了允许范围。故数据采集器气压测量通道及传感器本身模拟量转换过程产生的误差，是测量数据不准确的重要来源之一。2．2MPCI命令进行修正值订正使用RS一232串13通讯电缆连接传感器、计算机与稳压电源。打开气压传感器外壳，将DIP开关SW4往上拨，将气压传感器的参数设·228·置状态设为可写。在超级终端中输人命令“mpcoff”，忽略传感器出厂时的修正值。建立新连接，参照表1给出的修正值

7、使用MPCI命令对气压传感器进行误差修正。>mpeiP21．reading?549．85(输入气压读数)correction．'?+0．15(输入修正值)P28．reading?1049．92correction?+0．08>依次输入表1中X4360003的修正值1。MPCON(回车)查看测试所得的修正值与气压值输入是否成功，若成功，显示如下：>ropeonMuitipointadj：ONReadingCorrection549．85+O．25599．99+0．2l699．97+0．09800．15+0．05900．12+0．08950．95+

8、0．051000．00+0．061049．92+O．08>这样，就完成了串口获取法的误差订正。2．3自动站数据采集器验证对于采用采集器获取法得出的修正