便攜式壓力變送器檢定系統設計之整體結構

     壓力變送器是工業中常見的一種壓力儀表。它能感受壓力并將壓力信號轉變為可傳送的標準輸出信號，如4 ～ 20 mA 電流信號或1 ～ 5 V 電壓信號。且輸出信號與壓力變量之間有著給定的函數關系式，通常為線性關系。壓力變送器主要用于工業過程中壓力參數的測量和控制，在航空、航天、石油、化工、冶金等行業中有著非常廣泛的應用［1］。

    隨著工業自動化進程的加快，壓力變送器的應用范圍在不斷拓寬，其計量檢定和現場校驗工作量也越來越大。目前對于壓力變送器的計量檢定主要有兩種方法: 一種是采用活塞式壓力計，將壓力值溯源到質量標準，利用砝碼進行檢定。活塞式壓力計測量精度高、穩定性好，但是較為笨重，便攜性較差，且由于受到砝碼的限制，壓力測量值無法方便地實現連續測量。另一種是基于標準表法的全自動壓力校驗裝置，這種裝置實現了壓力變送器檢定的自動化，降低了勞動強度，提高了工作效率。但是也存在著一些不足: 如價格昂貴，普通用戶無法承受; 部分校驗裝置還需外接壓力源，使得現場校驗存在諸多不便。

本文針對目前壓力變送器檢定裝置存在的問題，設計了一種便攜式的壓力變送器檢定系統。該系統采用壓桿結構的臺式壓力泵作為壓力發生裝置，運用標準表法檢定原理，將高精度的智能壓力表作為標準表，利用LabView 作為軟件平臺，完成壓力變送器的信號采集與壓力值計算，并讀取標準表的壓力值，最終完成壓力變送器的信號采集、誤差計算、數據存儲、報表打印等。整個系統結構簡單、操作方便、便于攜帶，特別適用于壓力變送器的現場檢定和校驗，可大大提高工作效率。

系統整體結構設計

整個系統由壓力發生裝置、標準表、數據采集卡、計算機等組成，如圖1 所示。

壓力發生裝置

壓力發生裝置為臺式壓力泵，包括液體高壓泵和氣體壓力泵，采用開放式壓桿結構。液體壓力泵采用油介質或蒸餾水，用于提供穩定且能夠產生高壓壓力源，最高壓力可達60 MPa。氣體壓力泵以空氣為介質，主要用于校驗低于6 MPa 的壓力儀表，其結構如圖2 所示。整個裝置由加壓杠桿、儀表連接頭、壓力微調手柄、壓力截止閥以及泄壓閥等部件構成。將標準壓力儀表和被檢壓力儀表連接到內螺紋連接頭，關閉泄壓閥，打開壓力截止閥，輕輕操作加壓杠桿，逼近所需壓力后停止加壓，將壓力截止閥關閉，調節壓力微調手柄直至所需的壓力。

標準壓力表

    標準壓力表采用高精度的數字式壓力表，如圖3 所示。壓力測量準確度為± 0. 05 ，可以根據檢定要求選擇不同量程范圍的標準表。儀表具有ＲS232 通信接口，可以通過標準的ＲS232 電纜與計算機連接，完成儀表地址和波特率的設置后由上位機完成數據的采集與分析。標準壓力表采用大容量的鋰電池供電技術和低功耗技術設計，解決了便攜式儀表連續使用時間太短的問題，可提供足夠的連續使用時間，在檢定過程中無需頻繁充電。

如需了解便攜式壓力變送器檢定系統的整體設計，請看下文：軟件設計部分

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