Стенд для калибровки датчиков давления

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к устройствам для калибровки датчиков давлений, преимущественно лазерно-интерференционных датчиков. Технический результат - повышение точности измерений массивных лазерных датчиков, конструктивная простота, удобство эксплуатации. Стенд для калибровки датчиков давления содержит систему регулирования давления, систему управления и обработки данных, выполненную на базе персонального компьютера, соединенного с пультом управления через систему обмена информации. Система обмена информации соединена с персональным компьютером посредством последовательного интерфейса передачи данных, пульт управления соединен с калибруемым датчиком и системой обмена информации посредством интерфейса передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному каналу связи. Стенд для калибровки также содержит рабочую камеру, состоящую из эталонного датчика давления, стационарного датчика температуры, системы термостатирования, как минимум одного мобильного датчика температуры и выдвижного стола.

Полезная модель относится к измерительной технике, в частности к устройствам для калибровки датчиков давлений, преимущественно лазерно-интерференционных датчиков.

Известно устройство (SU а.с. 1739230) для калибровки датчиков давления, содержащее соединенную с источником давления резонансную трубу с гнездами для контрольного и калибруемого датчиков, клапан с пульсацией давления, подключенный к резонансной трубе, задатчик среднего давления, установленного на трубе. Недостатками известного устройства является отсутствие автоматизации процесса тарировки, а также отсутствие учета влияния температуры воздуха на показания датчиков давления.

Наиболее близким к заявляемой полезной модели является стенд для калибровки датчиков давления, описание которого приведено на сайте, http://www.tritec.ru/library/article/i_1165.aspx. Стенд состоит из рабочей камеры, содержащей эталонный датчик давления, стационарный датчик температуры и систему термостатирования, а также системы регулирования давления, системы обработки и управления данных, выполненной в виде управляющей и калибровочной систем, каждая из которых управляется своим компьютером, которые объединены в локальную сеть Ithernet и соединены с пультом управления.

Однако известное устройство не позволяет достаточно точно калибровать крупногабаритные и массивные датчики, такие, как например лазерно-интерференционные, из-за инерционности процессов нагревания и охлаждения, поэтому важно учитывать погрешности, связанные с воздействием температурных колебаний окружающей среды на измеряемую величину вариаций давления.

Задачей заявляемой полезной модели является расширение функциональных возможностей устройства за счет повышения точности калибровки массивных датчиков давления.

Технический результат заявляемого устройства - повышение точности измерений массивных лазерных датчиков, конструктивная простота, удобство эксплуатации.

Поставленная задача решается стендом для калибровки датчиков давления, содержащим систему управления и обработки данных, соединенную с пультом управления, систему регулирования давления, рабочую камеру, содержащую эталонный датчик давления, стационарный датчик температуры, систему термостатирования, при этом система управления и обработки данных выполнена на базе персонального компьютера, соединенного с пультом управления через систему обмена информацией, при этом система обмена информации соединена с персональный компьютером посредством последовательного интерфейса, а пульт управления соединен с калибруемым датчиком и системой обмена информации посредством интерфейса передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному каналу связи, рабочая камера дополнительно снабжена как минимум одним мобильным датчиком температуры и выдвижным столом

На фиг. представлена блок-схема заявляемого устройства, где 1 - система регулирования давления, 2 - рабочая камера, 3 - клапан, 4 - калибруемый датчик давления, 5 - мобильный датчик температуры, 6 - эталонный датчик давления, 7 - стационарный датчик температуры, 8 - система термостатирования, 9 - пульт управления, 10 - система обмена информацией 11 - персональный компьютер.

Для учета погрешностей, связанных с воздействием температурных колебаний окружающей среды на измеряемую величину вариаций давления, и следовательно для повышения точности измерений, заявляемый стенд для калибровки содержит дополнительно как минимум один мобильный датчик температуры, устанавливаемый на корпусе калибруемого датчика. Это особенно актуально для крупных и массивных элементов конструкции, в частности для лазерно-интерференционных датчиков, поскольку их нагревание и остывание происходит медленно. Кроме того для углубленного анализа влияния температуры на показания калибруемого датчика появляется возможность дополнительно измерять температуру на его различных конструктивных элементах путем установки мобильного датчика температуры в различных местах корпуса калибруемого датчика.

Стол, на котором установливают калибруемый датчик, выполнен выдвижным, что значительно улучшает эксплуатационные свойства устройства.

Система управления и обработки данных стенда включает персональный компьютер (ПК), пульт управления и систему обмена информации, выполненных на базе микропроцессоров. В системе управления и обработки данных используют ПК, например IBM PC, с частотой процессора не менее 1 Мгц., что позволяет использовать полученную информацию в реальном времени. Обмен данными между системой обмена информацией и ПК осуществляется посредством USB, калибруемый датчик и пульт управления обмениваются данными с системой обмена информацией с помощью интерфейса RS485, а датчики давления и температуры опрашиваются пультом по протоколу I2C.

Конкретная аппаратурная реализация эталонного датчика давления и датчиков температуры является стандартной и по характеристикам зависит от поставленной задачи измерения, требуемой точности, быстродействия.

Рабочая камера выполнена герметичной и снабжена клапаном (на фиг. не показан), соединенным с пультом управления, что позволяет поддерживать заданное давление при изменении температуры в камере.

Системы регулирования давления и термостатирования являются стандартными. Например, система регулирования давления может быть выполнена с использованием автомобильного компрессора, который подключают через штуцер к рабочей камере, а система термостатирования может включать устройство для нагревания и перемешивания воздуха, выполненных в виде теплового вентилятора

Заявляемое устройство работает следующим образом.

В рабочую камеру (2) на выдвижной стол (на фиг. не показан) помещают калибруемый датчик (4), устанавливают на его корпусе мобильный датчик температуры (5). Камера герметично закрывается крышкой (на фиг. не показана) С компьютера (11) подают сигнал на пульт управления (9), оттуда он поступает в систему регулирования давлением(1). Компрессор (1) накачивает воздух в рабочую камеру (2) до установления требуемого значения давления. Система термостатирования (8) нагревает/охлаждает и перемешивает воздух, устанавливает требуемую температуру воздуха. Данные, полученные от эталонного датчика давления (6), стационарного датчика температуры (7), мобильного датчика температуры (5) и калибруемого датчика (4) поступают в систему обмена информации (10) и далее на компьютер (11), где происходит обработка данных и строится зависимость показаний значений давления калибруемого датчика (4) от температуры воздуха, делается анализ точности показаний.

Таким образом, конструктивное выполнение заявляемого устройства, а также использование мобильного температурного датчика, позволяющего корректировать измеряемую величину вариаций давления крупногабаритного датчика при различных колебаниях температур окружающей среды, приводит к повышению точности измерений стенда, обладает конструктивной простотой, а также удобно в эксплуатации.

Стенд для калибровки датчиков давления, содержащий систему управления и обработки данных, соединенную с пультом управления, систему регулирования давления, рабочую камеру, содержащую эталонный датчик давления, стационарный датчик температуры, систему термостатирования, отличающийся тем, что система управления и обработки данных выполнена на базе персонального компьютера, соединенного с пультом управления через систему обмена информации, при этом система обмена информации соединена с персональным компьютером посредством последовательного интерфейса передачи данных, а пульт управления соединен с калибруемым датчиком и системой обмена информации посредством интерфейса передачи данных по двухпроводному полудуплексному многоточечному последовательному каналу связи, рабочая камера дополнительно снабжена как минимум одним мобильным датчиком температуры и выдвижным столом.