一种气体传感器测试标定系统的制作方法

1.本发明涉及测试技术领域，具体是一种气体传感器测试标定系统。


背景技术：

2.氢气由于其燃烧效率高、产物无污染等优点,与太阳能、核能一起被称为三大新能源。作为一种新能源，氢气在航空、动力等领域得到广泛的应用。同时，氢气作为一种还原性气体和载气，在化工、电子、医疗、金属冶炼，特别在军事国防领域有着极为重要的应用价值。但氢气分子很小，在生产、储存、运输和使用的过程中容易发生泄漏。由于氢气具有不利于呼吸，无色无味，不易被人发觉，且着火点仅为585℃，空气中含量在4％～75％范围内遇明火即发生爆炸的特点，故在氢气的使用中必须利用氢气传感器对环境中氢气的含量进行检测并对此进行安全性预防措施。
3.由于目前的高科技传感器在出厂前都要进行校准和标定，以及pcba阶段的fct测试，考虑到现有的很多场景仍旧使用大量的人力去做这个事情，效率低下，成本高，因此需要设计一种自动化的测试标定一体的系统。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种气体传感器测试标定系统，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.一种气体传感器测试标定系统，包括硬件部分和软件部分，硬件部分和软件部分相互协调使用，所述硬件部分包括气源、流量计、气泵、多通道切换控制板、电平转换板、电源、工控机和工装夹具；
7.所述气源，用于为系统提供待测气体；
8.所述流量计，与气源连接，用于控制气体流量达到期望的气体浓度；
9.所述气泵，与流量计连接，用于压缩和储存空气所用；
10.所述多通道切换控制板，与标定对象连接，用于控制切换不同标定对象；
11.所述电平转换板，分别连接待测传感器与工控机，用于进行ttl电平和rs232电平的转换；
12.所述电源为220v转24v的开关电源,用于给各用电部件供电；
13.所述工控机为系统的计算和控制中枢，用于控制流量计、气泵和多通道切换控制板，并进行计算和界面友好显示；
14.所述工装夹具，为整个系统提供一个平台，配有带金属探针的亚克力载板、滑轨和铝合金传感器载板。
15.作为本发明的进一步技术方案：所述待测气体使用氢气。
16.作为本发明的进一步技术方案：所述标定对象为传感器，系统每次能够测试和标定12个传感器。
17.作为本发明的进一步技术方案：所述工控机的电平为rs232，传感器的电平为ttl电平。
18.作为本发明的进一步技术方案：所述流量计有两个，均为alicat流量计，分别控制空气和待测气体，通过控制待测气体和空气的流量比例混合，形成需要的气体浓度。
19.作为本发明的进一步技术方案：所述软件部分包含上位机软件和下位机软件。
20.作为本发明的进一步技术方案：所述通道切换板以stm32f103rct6为cpu，通过上位机控制进行待测传感器的通道选择。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
22.本发明将系统设置为硬件部分和软件部分，所述硬件部分和标定测试软件相互协调使用，这样降低了人工的时间成本，也极大地提高了系统的可靠性；通过气源流量混合的方式配比浓度，可以根据不同的气体进行不同的配比，实现一机多用的目的；通过自主开发的软件程序，自动控制整个完整的测试过程，出错率低，操作简单；通过可上升下降的滑轨，方便产品电路板的快速取放和可靠的电气连接行程，大大提高了标定测试的效率。
附图说明
23.图1是本发明的线程示意图。
24.图2是电源和cpu的电路图。
25.图3是多通道切换控制板和电平转换板的电路图。
具体实施方式
26.下面将结合本发明实施例中的附图，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。
27.实施例1：
28.请参照图1-3,一种气体传感器测试标定系统，其中，硬件部分包括气源、流量计、气泵、多通道切换控制板、电平转换板、电源、工控机和工装夹具；
29.系统由硬件电路和软件组成，硬件电路与软件的协同运作，避免了人为操作效率低、出错率大的缺点，极大地加快了测试标定的过程。系统整体体积小、成本低，极大的提升了测试效率并且拥有极高的可靠性。
30.系统配备两个流量计，分别控制不同气体的流量，从而间接控制气体的浓度，使得系统可以配置出几乎任何期望的气体浓度，非常适用各种量程气体传感器的标定和测试。
31.测试标定系统配备了一个24通道的通道切换板，可以支持单线通讯24个样品，双线通讯12个样品的承载量，该通道切换板亦由本公司自行研发设计，支持rs232串口通讯和rs485总线通讯，并配有触发信号检测功能，同时支持任意一个或者多个通道的使能。
32.测试标定系统的工装夹具提供了一个非常可靠和高效的平台。测试标定系统带滑轨可上下升降的载板和探针板，极大地避免了人为连接线缆的繁杂操作步骤，并且里面的定位机构可以非常精准地将探针和产品pcba进行可靠的电气连接。同时升降结构可以调整空间的特性，使得工人取放板操作非常方便，从而极大地提升了生产和测试效率。
33.本设计以工控机为核心，连接控制着24通道切换板、rs232通讯板、程控流量计以及待测传感器，待测传感器通过rs232通讯板和工控机连接，进行两者可靠通信。多通道切换控制板以stm32f103rct6为cpu，通过上位机控制进行待测传感器的通道选择；两个alicat流量计分别连接着空气气泵和所需气体的气源瓶，通过上位机设置所需流量从而配置气体浓度。
34.使用时，首先应该搭建好工装平台，即主要工作为使用线缆连接好工装探针和控制板、接口板、气路以及工控机，该操作一劳永逸，后期不用改动。接下来操作工人只需将待测的传感器放到对应的槽位中，随后将工装探针板下压盖好，将升降扳手置位，最后启动上位机软件即可，软件将自动开启测试和标定流程，直到全部测完，工人仅需观察界面显示结果即可知道每一个传感器的测试标定情况。
35.实施例2，在实施例1的基础上，
36.测试标定系统的软件部分为整个系统提供了非常科学和自动化的逻辑思想。软件分为上位机和下位机程序，上位机主要控制整个测试标定的流程和节奏，并存储重要数据到本地，同时实时显示测试流程和结果。下位机主要存在于传感器内部和通道板内部，传感器将上位机计算出的曲线存储到内部flash，同时提供板载数据给上位机；通道板接受上位机的指令进行通道选择。
37.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
38.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。