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壓力變送器綜合性能測試系統

欄目：行業資訊發布時間：2020-01-07

行業資訊

壓力變送器廣泛運用于石油、化工、電力、鋼鐵、機械等行業中的一種將壓力轉化為電信號的器件。隨著自動化技術的快速發展,對壓力變送器的性能要求越來越高。針對傳統的壓力變送器靜態性能人工檢測效率低、精度差、可靠性不高和勞動強度大等問題叫,本文設計了一套多工位壓力変送器綜合靜態性能測試系統,能夠同時檢測多工位壓力變送器的輸出信號,通過選用高精度數據采集卡和壓力控制器,并結合軟件遞推濾波處理,使該測試系統具有較高的精度和穩定性,符合國家標準JG860對壓力變送器的檢測要求。

1.壓力變送器靜態性能測試系統設計要求

針對國標及合作企業的要求,測試系統技術必須具有以下指標:①能完成多工位同步測試;②各個工位獨立完成各項靜態性能參數檢測、合格/不合格品判斷;3③能夠完成各個工位數據的采集、存儲、統計、分析和計算結果查詢等。

技術方面的要求包括:①測試介質為空氣,空氣壓力自動可調,ZUI大輸出壓力為6MPa,壓力精度為0.05%FS;(②)壓力變送器供電電源可調范圍為3~24VDC,調節分辨率為0.2VDC;③被測壓力変送器為電壓輸出型,電壓輸出范圍為0~SVDC,系統測試精度為0.2%;④①測試環境溫度范圍(-30-120)℃;⑤10工位同時檢測,生產節拍為15只小時工位;具有防差錯功能,保證出廠產品的零次品率。

2.系統工作原理

測試系統啟動后,工控機發送指令給壓力控制器先進行三次加壓、卸壓疲勞沖擊,待疲勞沖擊結束后,系統開始進行靜態性能測試。軟件自動將壓力變送器的滿量程輸入壓力按設置好的檢測點進行等分,并根據檢測次數和檢測點數自動按正行程(加壓)和反行程(卸壓)過程完成壓力變送器各個檢測點的數據采集,工控機將采集數據依照壓力變送器靜態性能試驗方法計算出各項性能指標,顯示實時數據、測試結果及檢測報告。

3.系統的硬件設計

壓力變送器綜合靜態性能測試系統硬件設計框圖如圖1所示,主要分為壓力源、測試環境部分

3.1壓力源

壓力源為壓力變送器提供標準的壓力信號。結合所測壓力変送器的精度,選用可調氣體壓力控制器,其壓力控制精度為0.02%FS,控制穩定性為0.003%FS,可調壓力模塊選擇(0-7)MPa

3.2測試環境部分

測試環境部分由恒溫箱構成,保證了壓力變送器測試環境溫度的恒定。本系統所用恒溫箱溫度范固為(-40~150)℃,可滿足壓力變送器在全溫度范(-30-120)℃進行測試。

3.3控制部分

控制部分由工控機、數據采集卡、程控電源和條碼閱讀器構成。工控機是整個測試系統的核心,與壓力控制器、恒溫箱、程控電源采用RS-232進行通訊;為了滿足同時采集10個工位的壓力變送器輸出信號,且采集的信號具有較高的分辨率,選用的數據采集卡為PCI,它具有16位AD轉換器,16路單端模擬量輸入、16路數字量輸入和16路數字量輸出,采樣速率高達250KS%,測量電壓范圍為0~5y;程控電源負責為壓力變送器提供直流電源,其質量直接影響整個系統性能測試的精度,本測試系統選用程控電源DPS3305P,輸出可調電壓為030V,輸出電流為0~5A,顯示精度為0.5%;條碼閱讀器的設計主要是為了防止壓力變送器的漏檢、錯檢、誤檢,做到產品的可追溯源性,保證出廠產品的零次品率。

4.系統軟件設計

4.1軟件結構

軟件設計主要完成部件通訊、性能測試、數據采集、數據處理、顯示輸出等,利用 Visual Basic作為開發平臺主程序完成各硬件的初始化,然后依次執行各子程序,子程序主要完成壓力變送器綜合靜態性能的測試,包括串口通訊設置、參數設置、自動測試數據處理和顯示輸出。圖2為測試程序流程圖。

串口通訊設置利用VB軟件自帶的控件來完成工控機與壓力源、恒溫箱、程控電源的通訊,通過通訊協議建立數據鏈路,進行數據的接收和發送;參數設置主要是對壓力傳感器零點、滿量程、輸出上下限、檢測點數和檢測次數等參數的設定;自動測試是根據設定好的參數自動加壓和卸壓并記錄壓力變送器的輸出數據;數據處理是根據濾波處理后的數據結合國標計算出壓力變送器各項靜態性能指標;顯示輸出是在測試過程中實時刷新顯示各個測試點的壓力傳感器輸出信號,在數據處理結束后顯示靜態性能指標測試結果,判斷是否合格并給出檢測報告。測試程序利用高級語言編寫,可移植性增強,便于檢查、修改、擴充和閱讀。

5.實驗結果

測試系統采用的測試樣件是壓阻式壓力變送器,量程范圍(0-5)MPa,供電電壓為5VDC,輸出信號范圍(0.5~3.5)V,精度等級為0.2級。在規定測試環境條件下,對該樣件進行靜態性能測試,選取5個檢定點進行3次正反行程測試,測試數據如表2所示。