一种压力传感器性能参数校验测试装置的制作方法

1.本发明属于压力测试技术领域，具体地说，涉及一种压力传感器性能参数校验测试装置。


背景技术：

2.在很多设备上，会安装压力传感器来检测环境压力，从而对设备的运行进行控制。而压力传感器作为一种常用的传感器，需要定时进行校验，才能保证设备的正常运行。普通的校验设备配备了液压源，设备体积较庞大，不容易搬动，一般有专门的房间或位置。在进行校验操作时，需要把传感器从设备上拆卸下来，然后安装到校验设备上，再由校验设备控制活塞杆内和内部管道内反复泵油来排空内部的气体，最后再由校验设备根据要求进行加压（或减压）操作，然后读取待测压力传感器的数值，与实际的加减压数值进行对比，判断传感器是否满足使用的精度和误差要求。上述操作不仅需要对安装压力传感器的设备进行拆卸，而且每次恢复设备后，还需要对整个设备进行气密检查、耐压测试，功能调试等操作，以保证拆装压力传感器不影响设备的整体性能。
3.对于水下航行器来说，内部安装的压力传感器对航行路径的控制、深度调整、定深操作等都起到十分关键的作用。航行器上的压力传感器通常只经过计量单位的校准，未对其动态响应功能进一步测试。在陆上进行航行器的整机调试时，一般是直接在航行控制器中输入一组压力变化的数值来检测航行器的姿态、航向控制的功能，而水下航行器上的压力传感器其实并不工作，不输出检测数据。因此，在水下实航时，容易出现传感器动态测量值与实际不符、动态响应速度不够、精度不满足要求等问题，会影响水下航行器的控制和判断。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中存在的问题，本发明提出了一种压力传感器性能参数校验测试装置，能够直接对设备上的压力传感器性能参数进行校验测试，也可以针对水下航行器的调试过程，模拟调试产品在运行过程中的背压变化。
5.为实现上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的：一种压力传感器性能参数校验测试装置包括底座1、电机2、传动齿轮副3、丝杆螺母副4、导柱5、压簧6、加压块7、活塞缸8、水泵9、液压软管ⅰ10、截止阀ⅰ11、液压软管ⅱ12、截止阀ⅱ13、压力输出口14、液压外接管件15、支架16，所述的底座1上安装有一对支架16，导柱5的两端分别固定在两个支架16上，导柱5上套接有压簧6，压簧6的一端固定在活塞缸8的活塞杆上，压簧6的另一端固定在加压块7上，加压块7上开设有便于导柱5穿过的通孔，加压块7的固定安装在丝杆螺母副4上，电机2与丝杆螺母副4安装在底座1上，电机2的动力输出端通过传动齿轮副3与丝杆螺母副4的动力输入端连接，加压块7固定安装在丝杆螺母副4的螺母上，活塞缸8上安装了一个高精度压力传感器23；水泵9固定安装在底座1上，水泵9的出水口通过液压软管ⅰ10与活塞缸8的进水口连接，液压软管ⅰ10上安装有截止阀ⅰ11，活塞缸8
的出水口与液压软管ⅱ12的一端连接，液压软管ⅱ12上安装有截止阀ⅱ13，液压软管ⅱ12的另一端安装有压力输出口14，压力输出口14与液压外接管件15连接。
6.进一步，所述的液压外接管件15包括液压软管ⅲ17、截止阀ⅲ18、连接管件ⅰ19、连接管件ⅱ20、排气螺钉21，所述的液压软管ⅲ17的一端与压力输出口14连接，液压软管ⅲ17的另一端安装有截止阀ⅲ18，截止阀ⅲ18的输出口安装有连接管件ⅰ19，连接管件ⅰ19上安装有连接管件ⅱ20，连接管件ⅱ20的上开设有一个贯穿管壁的螺孔，螺孔内安装有排气螺钉21。
7.进一步，所述的活塞缸8的活塞杆端部及与活塞缸8相对的支架16上分别安装有一个用于限制加压块7行程的霍尔感应开关22，霍尔感应开关22与单片机24连接，单片机24通过电机驱动电路与电机2连接。
8.进一步，所述的活塞缸8通过液压软管ⅲ25连接有液压压力表26。
9.进一步，所述的底座1上设置有保护罩27，电机2、传动齿轮副3、丝杆螺母副4、导柱5、压簧6、加压块7、活塞缸8、水泵9位于保护罩27内，液压软管ⅰ10、截止阀ⅰ11、压力输出口14、液压压力表26固定在保护罩27的顶部，保护罩27的顶部还安装有与单片机24连接的显示器28。
10.进一步，所述的活塞缸8的缸体与活塞杆的端部之间安装有复位压簧31。
11.进一步，所述的单片机24通过通讯电路与上位机29连接，通讯电路的串口30设置在保护罩27侧壁上，高精度压力传感器23通过压力传感器采集电路与模拟信号调理电路与单片机24连接。
12.进一步，保护罩27上设置有排气按钮、加压按钮、减压按钮、复位按钮、跟随按钮五个按钮，五个按钮通过按键输入电路与单片机24连接，电机2通过电机驱动电路与单片机24连接。
13.本发明的有益效果：使用本发明对压力传感器进行检验检测时，无需将压力传感器从产品上拆卸下来，而是通过液压外接管件直接连接在压力产生装置和待测设备上，压力产生装置把不同的液压压力值快速而准确的输出到待测设备上的压力传感器上，通过读取待测设备上压力传感器数值，与本发明的加压数值进行对比，即可实现对待测压力传感器的功能和精度进行校验。同时，本发明具有调整精度高、响应速度快、压力调节范围大的特点。
附图说明
14.图1为本发明的外观示意图；图2为本发明的内部结构示意图ⅰ；图3为本发明的内部结构示意图ⅱ；图4为本发明液压外接管件的结构示意图；图5为图4中a部放大示意图；图6为本发明的控制结构原理图。
具体实施方式
15.下面将结合本发明实施例和附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整
地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
16.如图1-6所示，一种压力传感器性能参数校验测试装置包括底座1、电机2、传动齿轮副3、丝杆螺母副4、导柱5、压簧6、加压块7、活塞缸8、水泵9、液压软管ⅰ10、截止阀ⅰ11、液压软管ⅱ12、截止阀ⅱ13、压力输出口14、液压外接管件15、支架16，所述的底座1上安装有一对支架16，导柱5的两端分别固定在两个支架16上，导柱5上套接有压簧6，压簧6的一端固定在活塞缸8的活塞杆上，压簧6的另一端固定在加压块7上，加压块7上开设有便于导柱5穿过的通孔，加压块7的固定安装在丝杆螺母副4上，电机2与丝杆螺母副4安装在底座1上，电机2的动力输出端通过传动齿轮副3与丝杆螺母副4的动力输入端连接，加压块7固定安装在丝杆螺母副4的螺母上，活塞缸8上安装了一个高精度压力传感器23；水泵9固定安装在底座1上，水泵9的出水口通过液压软管ⅰ10与活塞缸8的进水口连接，液压软管ⅰ10上安装有截止阀ⅰ11，活塞缸8的出水口与液压软管ⅱ12的一端连接，液压软管ⅱ12上安装有截止阀ⅱ13，液压软管ⅱ12的另一端安装有压力输出口14，压力输出口14与液压外接管件15连接。将液压外接管件15与待测的压力传感器连接，在使用本装置之前，首先通过打开截止阀ⅰ11、截止阀ⅱ13，启动水泵9，由水泵9向活塞缸8及液压外接管件15内注水排出活塞缸8及液压外接管件15内的空气，待空气排出完毕后，关闭截止阀ⅰ11，既可以进行压操作，通过电机2驱动传动齿轮副3工，传动齿轮副3带动与其连接的丝杆螺母副4的丝杆转动，丝杆在转动过程中，使安装在其上的螺母沿丝杆做直线运动，从而由丝杆上螺母带动加压块7沿丝杆及导柱5做直线运动，当加压块7向活塞缸8一侧运动时，加压块7压缩压簧6，压簧6将力传递到活塞杆上，进而活塞杆将力施加到活塞缸8内的液体上，通过活塞缸8及液压外接管件15的内体将压力输出到待检测的压力传感器上。与此同时，活塞缸8上安装了一个高精度压力传感器23能够实现对活塞缸8内部液体压力的测量，高精度压力传感器23的数值作为被测压力传感器反馈数值的对照标准，从而实现对被测压力传感器的功能和精度进行校验。
17.在本发明中，所述的液压外接管件15包括液压软管ⅲ17、截止阀ⅲ18、连接管件ⅰ19、连接管件ⅱ20、排气螺钉21，所述的液压软管ⅲ17的一端与压力输出口14连接，液压软管ⅲ17的另一端安装有截止阀ⅲ18，截止阀ⅲ18的输出口安装有连接管件ⅰ19，连接管件ⅰ19上安装有连接管件ⅱ20，连接管件ⅱ20的上开设有一个贯穿管壁的螺孔，螺孔内安装有排气螺钉21。通过连接管件ⅱ20与被测压力传感器进行连接，打开截止阀ⅲ18通过向液压软管ⅲ17加入液体，即可实现对被测压力传感器进行加压，实现对被测压力传感器的校验。同时在连接管件ⅱ20的上开设有一个贯穿管壁的螺孔，螺孔内安装有排气螺钉21，水泵9通过水管连接有水箱32，这样在对活塞缸8与液压软管ⅲ17进行排气操作时，将排气螺钉21取下，用水泵9向活塞缸8与液压软管ⅲ17内注水，控制水泵9从水箱32中抽水注入活塞缸8内部，由活塞缸8将水向液压外接管件15内部注水，当液压外接管件15上的排气螺钉21处持续冒出液体后，可判断活塞缸8与液压软管ⅲ17内的气体已经排干净，然后再用排气螺钉21封堵住螺孔，这样能够保证活塞缸8与液压软管ⅲ17均为液体压力，保证整个装置在校核被测压力传感器过程中，其测量的压力数值更加准确。
18.在本发明中，作为优选，所述的活塞缸8的活塞杆端部及与活塞缸8相对的支架16上分别安装有一个用于限制加压块7行程的霍尔感应开关22，霍尔感应开关22与单片机24
连接，单片机24通过电机驱动电路与电机2连接。通过设置霍尔感应开关22，当加压块7运动到达霍尔感应开关22接近位置处后，霍尔感应开关22能够将信号传递给单片机24，由单片机24控制电机2停止工作，防止丝杆螺母副4继续带动加压块7运动撞击到其他部件上，造成其他部件的损坏。
19.在本发明中，所述的活塞缸8通过液压软管ⅲ25连接有液压压力表26，通过液压压力表26能够方便操作者直观的观察活塞缸8内部压力的变化。
20.在本发明中，所述的底座1上设置有保护罩27，电机2、传动齿轮副3、丝杆螺母副4、导柱5、压簧6、加压块7、活塞缸8、水泵9位于保护罩27内，实现各部件的保护，液压软管ⅰ10、截止阀ⅰ11、压力输出口14、液压压力表26固定在保护罩27的顶部，保护罩27的顶部还安装有与单片机24连接的显示器28，显示器28主要显示设定压力、实际压力和工作状态。设定压力显示通过上位机设定的压力值；实际压力显示装置当前输出的实际压力值；工作状态显示系统当前工作状态，包括开机自检、正常、故障、复位、排气、加压、减压等。
21.保护罩27上设置有排气按钮、加压按钮、减压按钮、复位按钮、跟随按钮五个按钮，五个按钮通过按键输入电路与单片机24连接，电机2通过电机驱动电路与单片机24连接。通过加压按钮、减压按钮能够使单片机24控制电机2工作，实现加压和减压操作。
22.在本发明中，所述的单片机24通过通讯电路与上位机29连接，通讯电路的串口30设置在保护罩27侧壁上，高精度压力传感器23通过压力传感器采集电路与模拟信号调理电路与单片机24连接，在上位机上预设压力曲线，然后使用跟随按钮，单片机24接收上位机指令后，实时采集高精度压力传感器23的压力值，通过pid调节方式精确驱动电机2的转速和转向，进而压缩或释放压簧6，实现对压力大小的精确控制，最终实现高精度和快速的压力跟随输出，模拟调试产品在运行过程中的背压变化。
23.所述的活塞缸8的缸体与活塞杆的端部之间安装有复位压簧31，当活塞缸8泄压后，通过复位压簧31使活塞杆回到初始位置。
24.本发明的工作过程：将液压外接管件15与待测的压力传感器连接，在使用本装置之前，首先通过打开截止阀ⅰ11、截止阀ⅱ13，启动水泵9，由水泵9向活塞缸8及液压外接管件15内注水排出活塞缸8及液压外接管件15内的空气，待空气排出完毕后，关闭截止阀ⅰ11，既可以进行压操作，通过电机2驱动传动齿轮副3工，传动齿轮副3带动与其连接的丝杆螺母副4的丝杆转动，丝杆在转动过程中，使安装在其上的螺母沿丝杆做直线运动，从而由丝杆上螺母带动加压块7沿丝杆及导柱5做直线运动，当加压块7向活塞缸8一侧运动时，加压块7压缩压簧6，压簧6将力传递到活塞杆上，进而活塞杆将力施加到活塞缸8内的液体上，通过活塞缸8及液压外接管件15的内体将压力输出到待检测的压力传感器上。
25.还可在上位机上预设压力曲线，然后使用跟随按钮，单片机24接收上位机指令后，实时采集高精度压力传感器23的压力值，通过pid调节方式精确驱动电机2的转速和转向，进而压缩或释放压簧6，实现对压力大小的精确控制，最终实现高精度和快速的压力跟随输出，模拟调试产品在运行过程中的背压变化。
26.使用本发明对压力传感器进行检验检测时，无需将压力传感器从产品上拆卸下来，而是通过液压外接管件直接连接在压力产生装置和待测设备上，压力产生装置把不同的液压压力值快速而准确的输出到待测设备上的压力传感器上，通过读取待测设备上压力
传感器数值，与本发明的加压数值进行对比，即可实现对待测压力传感器的功能和精度进行校验。同时，本发明具有调整精度高、响应速度快、压力调节范围大的特点。
27.最后说明的是，以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述，但本领域技术人员应当理解，可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变，而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。