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某壓力傳感器測試儀的設(shè)計

   2012年02月24日 15:32  
  摘要:根據(jù)對壓力傳感器的測試需求,開發(fā)了壓力傳感器測試儀。測試系統(tǒng)硬件采用研華IPC-610H工控機(jī),TESCOMER3000的電子壓力控制器等。軟件部分采用面向?qū)ο蟆⒖梢暬O(shè)計的快速應(yīng)用開發(fā)軟件平臺LabVIEW完成編輯、編譯、連接、調(diào)試等開發(fā)。該測試儀應(yīng)用于壓力傳感器的檢測、調(diào)節(jié)和修理。
  
  引言
  
  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(jìn)行分析,采用研華IPC-610H工控機(jī),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(jìn)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(qiáng),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(jī)
  
  工控機(jī)采用研華IPC-610H,機(jī)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(dá)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(dá)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(dá)3000V。本卡是zui為經(jīng)濟(jì)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(dá)現(xiàn)場,可實現(xiàn)遠(yuǎn)程控制,防爆型的設(shè)計使操作人員可遠(yuǎn)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(qiáng)度要求。器件整體安置在機(jī)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(hù),程序調(diào)壓,故障報警功能。進(jìn)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(jìn)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??刂平M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(jī)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jìn)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(jī)交互界面的友好性。經(jīng)過實際使用,滿足了測試需求。

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