高低溫低氣壓環境中的壓差傳感器的校準裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種壓差傳感器的校準裝置，采用環境試驗箱提供高溫或低溫的低氣壓環境，并通過在該環境中設置一密封箱，在密封箱和環境試驗箱之間產生壓力差，再分別采用壓差傳感器和壓差測量單元測量壓力差，得到壓差傳感器輸出的電壓值和壓差測量單元輸出的標準壓差值，將多個電壓值與多個壓差值進行擬合，得到電壓值和壓差值的關系曲線，以實現對壓差傳感器的校準。通過本實用新型，使得壓差傳感器在高低溫低氣壓環境中具有較高數據準確性，特別是在航空航天領域具有重要的應用價值。
【專利說明】
高低溫低氣壓環境中的壓差傳感器的校準裝置
技術領域
[0001]本實用新型屬于儀器與計量技術領域，涉及一種高溫或低溫的低氣壓環境中壓差傳感器校準裝置。
【背景技術】
[0002]壓差傳感器用于測量兩個氣壓環境的壓強差，其具有兩個氣管接頭，分別與兩個氣壓環境聯通，能夠將兩個氣壓環境的壓強差轉化為電信號，進而通過采集該電信號得到兩個氣壓環境的壓強差。壓差傳感器廣泛應用于航空、航天、汽車、石油、天然氣等領域。
[0003]壓差傳感器在使用前必須經過嚴格的校準，以保證其測量的準確度。常溫常氣壓下對其進行校準容易實現，使用高精度的標準壓差源即可。但目前還沒有裝置或方法能夠實現高低溫低氣壓環境中對壓差傳感器進行校準。
【實用新型內容】
[0004](一)要解決的技術問題
[0005]本實用新型的目的在于，提供一種壓差傳感器的校準裝置，實現在高低溫低氣壓環境中對壓差傳感器的校準，以保證壓差傳感器在高低溫低氣壓環境中的數據準確性。
[0006](二)技術方案
[0007]本實用新型提供一種壓差傳感器的校準裝置，用于對壓差傳感器在高溫或低溫的低氣壓環境中輸出的電壓值進行校準，裝置包括:
[0008]環境試驗箱，用于在箱體內部產生高溫或低溫的低氣壓環境，并且，壓差傳感器置于所述環境試驗箱中；
[0009]壓差產生單元，用于在箱體內部產生的高溫或低溫的低氣壓環境中提供多個氣壓差，壓差傳感器根據多個氣壓差輸出多個電壓值；
[0010]壓差測量單元，用于測量多個氣壓差，得到多個壓差值；
[0011]校準單元，用于將多個電壓值與多個壓差值進行擬合，得到電壓值和壓差值的關系曲線，以實現對壓差傳感器的校準。
[0012]本實用新型還提供一種壓差傳感器的校準方法，用于對壓差傳感器在高溫或低溫的低氣壓環境中輸出的電壓值進行校準，方法包括:
[0013]SI，將壓差傳感器置于一環境試驗箱中，其中，環境試驗箱內部產生有高溫或低溫的低氣壓環境；
[0014]S2，在高溫或低溫的低氣壓環境中提供多個氣壓差，同時，獲取壓差傳感器根據多個氣壓差輸出的多個電壓值；
[0015]S3，測量多個氣壓差，得到多個壓差值；
[0016]S4，將多個電壓值與多個壓差值進行擬合，得到電壓值和壓差值的關系曲線，以實現對壓差傳感器的校準。
[0017](三)有益效果
[0018]本實用新型采用環境試驗箱提供高溫或低溫的低氣壓環境，并通過在該環境中設置一密封箱，在密封箱和環境試驗箱之間產生氣壓差，再分別采用壓差傳感器和壓差測量單元測量壓差，得到壓差傳感器輸出的電壓值和壓差測量單元輸出的標準壓差值，將多個電壓值與多個壓差值進行擬合，得到電壓值和壓差值的關系曲線，以實現對壓差傳感器的校準。通過本實用新型，使得壓差傳感器在高低溫低氣壓環境中具有較高數據準確性，特別是在航空航天領域具有重要的應用價值。
【附圖說明】
[0019]圖1是本實用新型提供的壓差傳感器的校準裝置的示意圖。
[0020]圖2是本實用新型實施例提供的壓差傳感器的校準裝置的結構圖。
【具體實施方式】
[0021]圖1是本實用新型提供的壓差傳感器的校準裝置的示意圖，如圖1所示，裝置包括:
[0022]環境試驗箱，其為一箱體結構，用于在箱體內部產生高溫或低溫的低氣壓環境，并且，壓差傳感器置于環境試驗箱中；
[0023]壓差產生單元，其一部分置于環境試驗箱內部，用于在箱體內部產生的高溫或低溫的低氣壓環境中提供多個氣壓差，另一部分置于環境試驗箱外部，用于對氣壓差進行控制;壓差傳感器根據多個氣壓差輸出多個電壓值；
[0024]壓差測量單元，其與環境試驗箱和壓差產生單元連接，用于測量多個氣壓差，得到多個壓差值；
[0025]校準單元，其與壓差測量單元及壓差傳感器點連接，用于獲取多個電壓值與多個壓差值，并將多個電壓值與多個壓差值進行擬合，得到電壓值和壓差值的關系曲線，以實現對壓差傳感器的校準。
[0026]根據本實用新型的一種實施方式，壓差產生單元包括密封箱和進氣閥，密封箱置于環境試驗箱內部，進氣閥置于環境試驗箱外部，進氣閥的一端與外界氣體連通，另一端與密封箱連通;其中，進氣閥打開時，外部氣體能直接進入至密封箱中，以致密封箱與環境試驗箱之間具有氣壓差。進一步，通過使不同量的外部氣體進入密封箱，以使密封箱與環境試驗箱之間具有多個不同的氣壓差。
[0027]根據本實用新型的一種實施方式，壓差產生單元還包括一電控閥門，其置于環境試驗箱中，電控閥門的一端與密封箱連通，另一端與環境試驗箱內部氣體連通，電控閥門打開時，密封箱與環境試驗箱連通，使得密封箱與環境試驗箱之間無氣壓差。
[0028]根據本實用新型的一種實施方式，壓差產生單元還包括一電控閥控制器，用于控制電控閥的開閉，其中，電控閥控制器設于環境試驗箱的外部，并與電控閥電連接。
[0029]根據本實用新型的一種實施方式，壓差傳感器的一端連通密封箱，另一端連通所述環境試驗箱內部氣體，以根據密封箱與環境試驗箱之間的氣壓差輸出電壓值;壓差測量單元的一端連通密封箱，另一端連通環境試驗箱內部氣體，以根據密封箱與環境試驗箱之間的氣壓差得到壓差值。
[0030]根據本實用新型的一種實施方式，裝置還包括一傳感器采集設備，其設于所述環境試驗箱外部，并與環境試驗箱內部的壓差傳感器電連接，用于獲取壓差傳感器輸出的電壓值。
[0031]根據本實用新型的一種實施方式，環境試驗箱的箱壁上設有第一法蘭和第二法蘭，其中，壓差測量單元和進氣閥通過所述第一法蘭接入至環境試驗箱中，電控閥控制器和所述傳感器采集設備通過第二法蘭接入至環境試驗箱中。
[0032]為使本實用新型的目的、技術方案和優點更加清楚明白，以下結合具體實施例，并參照附圖，對本實用新型進一步詳細說明。
[0033]圖2是本實用新型實施例提供的壓差傳感器的校準裝置的結構圖，如圖2所示，校準裝置包括環境試驗箱C2、壓差產生單元和壓差測量單元II。
[0034]環境試驗箱C2為標準試驗設備，可以產生高低溫低氣壓環境，其內部有一定空間，可以放置壓差傳感器;箱壁安裝有法蘭J1、J2，可以實現內外的氣路和電路連通。
[0035]壓差產生單元由密封箱Cl、電控閥門V2、進氣閥Vl及電控閥控制器12組成，密封箱Cl可以形成一個封閉空間，電控閥門V2可以控制密封箱Cl與高低溫低氣壓環境試驗箱C2的聯通或斷開，進氣閥VI可以將大氣充入密封箱CI，其中，密封箱CI與電控閥門V2、進氣閥V1、壓差傳感器S和壓差測量單元之間通過氣孔連通。壓差產生單元用于產生不同的壓差源，壓差產生單元中的各組件一部分位于高低溫低氣壓環境試驗箱C2內部，一部分位于環境試驗箱C2外部。
[0036]壓差測量單元Il放置于環境試驗箱C2外部，可以測量壓差產生單元產生的壓差源的壓差值。
[0037]壓差產生單元可以在高低溫低氣壓環境中產生不同壓差源，使用壓差測量單元Il可以測量得到其壓差值，使用此壓差值和壓差傳感器S的輸出值可以對壓差傳感器S進行高低溫低氣壓環模中的校準。
[0038]圖2中Pl-Pll均表示氣體管路，W1-W4均表示信號連接線，本實施例的壓差傳感器的校準裝置具體工作原理如下:
[0039](I)校準裝置各部件連接好后，初始狀態為進氣閥Vl關閉，電控閥V2打開。此時除氣體管路Pll外，所有的氣體管路都與高低溫低氣壓環境試驗箱C2內的氣體連通，壓差測量單元Il和被校準壓差傳感器S兩端的壓差為OPa。
[0040](2)啟動環境試驗箱C2，使其氣體達到預定溫度T和氣壓p。此時，通過傳感器采集設備13讀取被校準壓差傳感器S的輸出電壓值V0，同時讀取壓差測量單元Il的顯示壓差值為PO。
[0041](3)通過電控閥控制器12關閉電控閥V2，然后緩慢打開進氣閥VI，使空氣通過氣管Pll、進氣閥V1、氣管P5、法蘭Jl和氣管P6進入密封箱Cl。同時觀察壓差測量單元Il的讀數，當達到預定讀數時，關閉進氣閥Vl。此時，通過傳感器采集設備13讀取被校準壓差傳感器S的輸出電壓值VI，同時記錄壓差測量單元Il的顯示壓差值為pi。
[0042](4)重復步驟(3)，記錄下一系列的電壓值V0、V1、……、Vn和壓差值p0、pl、……、
pn0
[0043](5)經過以上步驟，使用記錄的電壓值和壓差值數據表，由最小二乘法擬合出電壓值和壓差值的關系曲線，實現對被校準壓差傳感器進行高低溫低氣壓環境下的校準。
[0044]以上所述的具體實施例，對本實用新型的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說明，所應理解的是，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，并不用于限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本實用新型的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種壓差傳感器的校準裝置，用于對壓差傳感器在高溫或低溫的低氣壓環境中輸出的電壓值進行校準，其特征在于，裝置包括: 環境試驗箱，用于在箱體內部產生高溫或低溫的低氣壓環境，并且，所述壓差傳感器置于所述環境試驗箱中； 壓差產生單元，用于在箱體內部產生的高溫或低溫的低氣壓環境中提供多個氣壓差，所述壓差傳感器根據所述多個氣壓差輸出多個電壓值； 壓差測量單元，用于測量所述多個氣壓差，得到多個壓差值； 校準單元，用于將所述多個電壓值與多個壓差值進行擬合，得到所述電壓值和壓差值的關系曲線，以實現對所述壓差傳感器的校準。2.根據權利要求1所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，所述壓差產生單元包括密封箱和進氣閥，所述密封箱置于所述環境試驗箱內部，所述進氣閥置于所述環境試驗箱外部，所述進氣閥的一端與外界氣體連通，另一端與所述密封箱連通； 其中，所述進氣閥打開時，外部氣體能直接進入至所述密封箱中，以致所述密封箱與環境試驗箱之間具有氣壓差。3.根據權利要求2所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，通過使不同量的使外部氣體進入所述密封箱，以使所述密封箱與環境試驗箱之間具有多個不同的氣壓差。4.根據權利要求3所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，所述壓差產生單元還包括一電控閥門，其置于所述環境試驗箱中，所述電控閥門的一端與所述密封箱連通，另一端與所述環境試驗箱內部氣體連通，所述電控閥門打開時，所述密封箱與環境試驗箱連通，使得所述密封箱與環境試驗箱之間無氣壓差。5.根據權利要求4所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，所述壓差產生單元還包括一電控閥控制器，用于控制所述電控閥的開閉，其中，所述電控閥控制器設于所述環境試驗箱的外部，并與所述電控閥電連接。6.根據權利要求5所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，所述壓差傳感器的一端連通所述密封箱，另一端連通所述環境試驗箱內部氣體，以根據所述密封箱與環境試驗箱之間的氣壓差輸出電壓值； 所述壓差測量單元的一端連通所述密封箱，另一端連通所述環境試驗箱內部氣體，以根據所述密封箱與環境試驗箱之間的氣壓差得到壓差值。7.根據權利要求6所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，還包括一傳感器采集設備，其設于所述環境試驗箱外部，并與所述環境試驗箱內部的壓差傳感器電連接，用于獲取所述壓差傳感器輸出的電壓值。8.根據權利要求7所述的壓差傳感器的校準裝置，其特征在于，所述環境試驗箱的箱壁上設有第一法蘭和第二法蘭，其中，所述壓差測量單元和所述進氣閥通過所述第一法蘭接入至所述環境試驗箱中，所述電控閥控制器和所述傳感器采集設備通過第二法蘭接入至所述環境試驗箱中。
【文檔編號】G01L27/00GK205506294SQ201620283725
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月7日
【發明人】徐文寬, 周江華, 何小輝
【申請人】中國科學院光電研究院