某型壓力傳感器測試儀的設(shè)計

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，TESCOM ER3000的電子壓力控制器等。軟件部分采用面向?qū)ο?、可視?a class="contentlabel" href="http://m.butianyuan.cn/news/listbylabel/label/設(shè)計">設(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。
關(guān)鍵詞：壓力傳感器；工控機；壓力控制器

0 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)進行分析，采用研華IPC-610H工控機，TESCOM ER3000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
本測試儀專用性強，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
工控機采用研華IPC-610H，機箱采用全鋼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250 W工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)電源PS-250ATX-ZE，主板采用PCA-6010V支持雙通道DDR2 667 SDRAM，最高可達4 GB，G2版本支持CF插槽和DVI接口；符合PICMG 1．0標(biāo)準(zhǔn)，支持LGA 775 Intel Core 2 Duo FSB 1066 MHz處理器，支持雙通道DDR2 667 SDRAM，最高可達4 GB單GbE LAN via PCIe xl通道COM端口，4 SATA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5 A 250 V的交流電源，或5 A 30 V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。
1．3 A／D卡
A／D卡選取PIS0-813 12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3 000V。本卡是最為經(jīng)濟的PCI總線A／D卡。它帶有一個37針D型連接頭，可適用于5 V PCI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
TESCOM ER3000的電子壓力控制器使調(diào)壓閥的出口壓力平穩(wěn)、精確，調(diào)節(jié)速度快，響應(yīng)速度快。ER3000可用PLC或電腦軟件控制，人不必到達現(xiàn)場，可實現(xiàn)遠程控制，防爆型的設(shè)計使操作人員可遠離危險，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，滿足氣管強度要求。器件整體安置在機柜內(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，程序調(diào)壓，故障報警功能。進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0～10 MPa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0～1 000 psi精度等級0．25，輸出信號4～20 mA，工作電壓24 VDC。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。