某型壓力傳感器測試儀的設計

摘要：根據對壓力傳感器的測試需求，開(kāi)發(fā)了壓力傳感器測試儀。測試系統硬件采用研華IPC-610H工控機，TESCOM ER3000的電子壓力控制器等。軟件部分采用面向對象、可視化設計的快速應用開(kāi)發(fā)軟件平臺LabVIEW完成編輯、編譯、連接、調試等開(kāi)發(fā)。該測試儀應用于壓力傳感器的檢測、調節和修理。
關(guān)鍵詞：壓力傳感器；工控機；壓力控制器

0 引言
為了適應對壓力傳感器的快速檢測、調節和修理，本文根據某型壓力傳感器確定被測試項目，重點(diǎn)對被測參數進(jìn)行分析，采用研華IPC-610H工控機，TESCOM ER3000的電子壓力控制器設計方案。軟件采用LabVIEW，完成編輯、編譯、連接、調試等開(kāi)發(fā)。將測試數據自動(dòng)形成報表、自動(dòng)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 整體設計思路
本測試儀專(zhuān)用性強，對可靠性、安全性要求高，測試儀控制氣路來(lái)模擬產(chǎn)生水壓環(huán)境，通過(guò)氣壓的變化來(lái)激勵壓力信號器產(chǎn)生相應的響應信號，經(jīng)過(guò)與技術(shù)規范數據比對得出相應的測試結果，并將結果顯示在液晶顯示器上。原理框圖見(jiàn)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標準，底板為14槽工業(yè)標準無(wú)源底板PCA-6114P4-C，電源采用250 W工業(yè)標準電源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標準，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(gè)繼電器輸出通道，每個(gè)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(shí)具備高電流切換與易于接線(xiàn)的特性。凌華PCI-7260提供八個(gè)獨立的數字輸入通道，并為這些數字輸入通道設計濾波電路，以過(guò)濾信號端可能發(fā)生的突波，提升系統的可靠性。
1．3 A／D卡
A／D卡選取PIS0-813 12位隔離A／D卡。PIS0-813有32個(gè)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(xiàn)A／D卡。它帶有一個(gè)37針D型連接頭，可適用于5 V PCI總線(xiàn)插槽并支持真正的即插即用。PCI總線(xiàn)模擬量輸出卡高分辨率多通道模擬量輸出卡，簡(jiǎn)潔無(wú)跳線(xiàn)設計，軟件校準。
1．4 電子壓力控制器
TESCOM ER3000的電子壓力控制器使調壓閥的出口壓力平穩、精確，調節速度快，響應速度快。ER3000可用PLC或電腦軟件控制，人不必到達現場(chǎng)，可實(shí)現遠程控制，防爆型的設計使操作人員可遠離危險，且輸出氣流操控的過(guò)程均可被控制。

2 氣源組件主要結構及簡(jiǎn)要工作原理
氣源組件是以高壓氣瓶、單向閥、高壓過(guò)濾及閥門(mén)組成的一個(gè)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，以適應系統用氣的需要；過(guò)濾器的作用主要是濾掉顆粒、油漬等雜質(zhì)，滿(mǎn)足用氣露點(diǎn)及清潔度的要求。管道選用1／4英寸的不銹鋼管，滿(mǎn)足氣管強度要求。器件整體安置在機柜內。氣路控制圖見(jiàn)圖2。

控制組件是該系統的核心，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(shí)具有欠壓報警及過(guò)壓保護，程序調壓，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(kāi)關(guān)控制。系統采用美國TESCOM高精度的氣驅伺服減壓閥、壓力傳感器和控制器來(lái)根據設定的壓力自動(dòng)調壓和調整。壓力控制器采用TESCOM公司的ER3000型電子壓力控制器，該控制器與相應的調節閥配合可滿(mǎn)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。輸出通路均設有電磁閥排空控制，考慮到管路的簡(jiǎn)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(gè)壓力支路上設置一只安全閥?？刂平M件氣路控制見(jiàn)圖3。