航天器地面模拟试验中压力变送器自动校准技术.pdf

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1、航天器环境工程第30卷第1期l12SPACECRAFTENVIRONMENTENGINEERING2013年2月航天器地面模拟试验中压力变送器自动校准技术宋瑞海，张书锋，王欢，贾军伟，付文帅(北京东方计量测试研究所，北京100029)摘要：丈章基于在航天器地面模拟试验中的压力计量测试需求，针对常用的一种压力变送器，开发了一套自动校准系统。通过在LabVIEW平台上设计虚拟仪器测控软件，实现了自动控制校准设备、自动生成证书和自动创建压力变送器参数登记本及计算校准费等，提高了压力变送器的校准效率和测量精度，满足了日常工作的需要，保证了航天器地面模拟试验

2、中压力测量数值的准确性。关键词：压力测量；压力变送器；校准；虚拟仪器；测控软件中图分类号：TP212文献标志码：B文章编号：1673-1379(2013)01-0112-03DoI：10．39690．issn．1673-1379．2013．01．0220引言在航天器地面模拟试验中，压力计量测试主要应用于以下场合：1)动力系统的压力测试、检查与密封，如模拟器的充气，气瓶的气密性检查、置换和增压；2)地面辅助设备的压力测试和控制，如空调机组的压力测试与控制，洁净压缩空气、氮气、液氧、液氮制取设备上所涉及的各种压力的测试与控制⋯。在上述过程中使用到的所有

3、压力测试仪表的准确性与可靠性都要通过定期的计量校准来保证。因此，压力测试仪表的计量校准工作是地面模拟试验的重要保障环节。对于测量压力参数来说，工业上普遍采用变送器将压力转换成电流信号来传输模拟量。采用电流信号的原因是不容易受试验环境干扰，并且电流源内阻无穷大，导线电阻串联在回路中不影响信号质量，在普通双绞线上可以传输数百米。目前我们经常校准的为第二代压力变送器，负载电阻为0～350k．Q(如DDE—11l系列)，输出模拟直流电流信号4～20mA。上限取20mA是考虑防爆的要求【2J，下限没有取0mA是为了能检测到数据传输线是否断路。压力变送器的校准

4、传统上是通过手动方式来完成的，校准过程中的操作环节多、工作效率低，很容易引入人为误差。为了提高校准工作效率和测量精度，我们开发了一套压力变送器自动校准装置【3】。l自动校准装置的组成与工作原理1．1校准装置的组成该装置主要由工控计算机系统、供气系统、压力控制器系统、数据采集系统、运动执行系统、被校准压力变送器及辅助设施等组成，如图1所示。图1压力变送器校准工作原理Fig．1Blockdiagramofpressuretransmittercalibration1)工控计算机系统采用研华工控机，安装了LabVIEw8．6软件和数据测控程序。2)供气系

5、统用氮气瓶并配以减压阀进行供气，提供校准所需压力的气体。3)压力控制器系统将所供的气体按照设定的标准值进行输出，用于提供标准的压力源。收稿日期：2012．07．03；修回日期：2013-01．18作者简介：宋瑞海(1983一)，男，硕士学位，主要从事机电一体化、计量测试技术的研究。E-maihsrh0427@163．com。第1期宋瑞海等：航天器地面模拟试验中压力变送器自动校准技术1134)数据采集系统使用计算机和仪器设备的RS232通信接口，由数据测控程序设定压力变送器的校准值。之后计算机按照RS232接口通信协议，采集压力变送器对应的显示数值并

6、保存，以方便校准证书的处理。5)运动执行系统把压力标准值传给被检定的压力变送器，来实现校准。1．2压力自动校准过程1)根据压力变送器的测量范围和精度，选择校准点的个数。应按量程基本均匀分布，一般包括上限值和下限值(或其附近10％输入量程以内)在内的不少于5个校准点。测量精度优于0．1级和O．05级的压力变送器应不少于9个校准点。2)根据输入压力对压力变送器输出下限值和上限值进行调整，使其与理论的下限值和上限值相一致，完成对压力变送器“零点”和“满量程”的校准。3)校准前，把产品名称、型号规格、测量范围、准确度、测量点数分别输入到计算机的虚拟仪器测控

7、软件中，然后开始正式校准。在计算机控制下，压力控制器从测量下限开始自动等问隔加压。当压力达到某个设定值并持续稳定2S后，压力控制器发出反馈信息给计算机，虚拟仪器软件程序读取被校准压力变送器的输出电流值；对此数据进行保存之后，计算机给压力控制器发出指令，开始进行下一个校准点的测试。当压力达到设定的测量上限后，虚拟仪器软件程序开始自动逐点减压反行程测量，直至回到零点完成一个循环。4)测试结束后由虚拟仪器软件对数据进行处理得出校准结果，同时可由打印机打印出原始记录及校准证书。2虚拟仪器测控软件设计虚拟仪器是基于计算机的仪器。LabVIEW是一种图形化的编

8、程语言(又称G语言)，是目前应用最广、发展最快、功能最强的图形化软件集成开发环境，它广泛地被工业界、学术界和研究实验室所接