基于Pulse的一体化振动变送器的校准方法和装置与流程

本发明涉及振动变送器校准领域，尤其涉及一种基于pulse的一体化振动变送器的校准方法和装置。

背景技术：

1、一体化振动变送器是将振动传感器和信号调节电路集成为一体，将现场采集到的振动信号直接转换为4至20ma电流信号输出的装置。其输出的电流信号不容易被干扰，且不受导线电阻串联在回路中的影响，便于远程传输，再加上由于其具有一体化的结构而具有坚固稳定的特点，其在电力、钢铁、石化等行业，以及在轴承机械、压缩机、工业风机、汽轮机等的振动在线监控领域有广泛的应用。

2、对于一体化振动变送器的校准工作，其一般是基于中频振动校准装置来开展的。这种技术将一体化振动变送器与标准加速度传感器“背靠背”地安装于中频标准振动台上，通过控制振动台激励源信号的幅值，使振动台工作在不同的振动频率和振动幅值下，通过振动信号采集仪采集标准加速度传感器的输出信号，得到振动频率和振动幅值的参考值，然后，采集一体化振动变送器的输出电流值，得到其灵敏度参数和频率响应等参数，从而实现其校准。目前，对于比较常用的pulse振动信号采集仪，其输入均为电压信号，然而一体化振动变送器的输出为电流信号。因此，无法通过pulse振动信号采集仪对一体化振动变送器的信号直接进行采集，导致无法闭环自动校准，只能够通过数字多用表测量一体化振动变送器的电流值，手动输入原始记录表格，再进行下一振动频率点和下一振动幅值点的校准，效率比较低，且容易因为认为输入数据错误导致误差的引入。

技术实现思路

1、本发明提出了一种基于pulse的一体化振动变送器的校准方法和装置，以解决如何实现闭环自动校准的技术问题，提高校准效率和准确性。

2、为了解决上述技术问题，本发明实施例提出了一种基于pulse的一体化振动变送器的校准方法，包括：

3、利用振动校准系统生成初始的第一电压信号；其中，所述振动校准系统包括计算机和pulse；

4、通过功率放大器，对所述第一电压信号进行放大，以使振动台振动；其中，所述第一电压信号经过放大后用于驱动所述振动台；

5、通过标准加速度计对所述振动台振动的幅值进行检测，获取第二电压信号；

6、通过第一乘法器将所述第二电压信号转换为加速度值，将转换得到的加速度值与预设加速度值通过比较器进行比较，以使所述振动校准系统根据比较结果对所述第一电压信号进行反馈调节，直到比较结果符合预设条件；

7、当所述比较结果符合预设条件，通过振动校准系统获取被检变送器的输出信号，实现所述被检变送器的校准；其中，所述输出信号经过第二乘法器的处理。

8、作为优选方案，所述输出信号经过第二乘法器的处理，具体为：

9、通过所述被检变送器，根据所述振动台的振动获取第一电流信号；

10、所述第二乘法器配置有标准电阻，通过所述标准电阻将所述第一电流信号转换为以电压表示的所述输出信号。

11、作为优选方案，所述通过所述标准电阻将所述第一电流信号转换为以电压表示的所述输出信号，具体为：

12、根据下式将所述第一电流信号it转换为所述输出信号v：

13、v＝itr(1+αt)；

14、其中，α为所述标准电阻的温度系数，t为校准环境温度。

15、作为优选方案，所述实现所述被检变送器的校准，包括：计算所述被检变送器的校准特性参数；所述校准特性参数包括灵敏度；

16、所述被检变送器的灵敏度的计算公式具体为：

17、

18、其中，s为所述被检变送器的灵敏度，vs为标准加速度计输出的电压信号，ms为标准加速度计的灵敏度。

19、作为优选方案，所述通过第一乘法器将所述第二电压信号转换为加速度值，具体为：

20、将所述第二电压信号乘以所述标准加速度计的灵敏度的倒数，以使所述第二电压信号转换为加速度值。

21、作为优选方案，所述比较结果为转换得到的加速度值与预设加速度值的差值；所述预设条件具体为：所述差值为零。

22、相应的，本发明实施例还提出了一种基于pulse的一体化振动变送器的校准装置，包括第一电压生成模块、功率放大模块、检测模块、反馈调节模块和校准模块；其中，

23、所述第一电压生成模块，用于利用振动校准系统生成初始的第一电压信号；其中，所述振动校准系统包括计算机和pulse；

24、所述功率放大模块，用于通过功率放大器，对所述第一电压信号进行放大，以使振动台振动；其中，所述第一电压信号经过放大后用于驱动所述振动台；

25、所述检测模块，用于通过标准加速度计对所述振动台振动的幅值进行检测，获取第二电压信号；

26、所述反馈调节模块，用于通过第一乘法器将所述第二电压信号转换为加速度值，将转换得到的加速度值与预设加速度值通过比较器进行比较，以使所述振动校准系统根据比较结果对所述第一电压信号进行反馈调节，直到比较结果符合预设条件；

27、所述校准模块，用于当所述比较结果符合预设条件，通过振动校准系统获取被检变送器的输出信号，实现所述被检变送器的校准；其中，所述输出信号经过第二乘法器的处理。

28、作为优选方案，所述输出信号经过第二乘法器的处理，具体为：

29、通过所述被检变送器，根据所述振动台的振动获取第一电流信号；

30、所述第二乘法器配置有标准电阻，通过所述标准电阻将所述第一电流信号转换为以电压表示的所述输出信号。

31、作为优选方案，所述校准模块通过所述标准电阻将所述第一电流信号转换为以电压表示的所述输出信号，具体为：

32、所述校准模块根据下式将所述第一电流信号it转换为所述输出信号v：

33、v＝itr(1+αt)；

34、其中，α为所述标准电阻的温度系数，t为校准环境温度。

35、作为优选方案，所述校准模块实现所述被检变送器的校准，包括：所述校准模块计算所述被检变送器的校准特性参数；所述校准特性参数包括灵敏度；

36、所述被检变送器的灵敏度的计算公式具体为：

37、

38、其中，s为所述被检变送器的灵敏度，vs为标准加速度计输出的电压信号，ms为标准加速度计的灵敏度。

39、作为优选方案，所述反馈调节模块通过第一乘法器将所述第二电压信号转换为加速度值，具体为：

40、所述反馈调节模块将所述第二电压信号乘以所述标准加速度计的灵敏度的倒数，以使所述第二电压信号转换为加速度值。

41、作为优选方案，所述比较结果为转换得到的加速度值与预设加速度值的差值；所述预设条件具体为：所述差值为零。

42、相比于现有技术，本发明实施例具有如下有益效果：

43、本发明实施例提出了一种基于pulse的一体化振动变送器的校准方法和装置，所述校准方法包括：利用振动校准系统生成初始的第一电压信号；其中，所述振动校准系统包括计算机和pulse；通过功率放大器，对所述第一电压信号进行放大，以使振动台振动；其中，所述第一电压信号经过放大后用于驱动所述振动台；通过标准加速度计对所述振动台振动的幅值进行检测，获取第二电压信号；通过第一乘法器将所述第二电压信号转换为加速度值，将转换得到的加速度值与预设加速度值通过比较器进行比较，以使所述振动校准系统根据比较结果对所述第一电压信号进行反馈调节，直到比较结果符合预设条件；当所述比较结果符合预设条件，通过振动校准系统获取所述被检变送器的输出信号，实现所述被检变送器的校准；其中，所述输出信号经过第二乘法器的处理。相比于现有技术，通过基于计算机和pulse的振动校准系统，将预设的加速度值和标准加速度计检测并转换得到的加速度值相比较，并根据比较结果对第一电压信号进行反馈调节，实现了闭环自动校准；另外，无需通过数字多用表测量一体化振动变送器的电流值，无需人工的介入以执行输入记录表格等操作，节省了人力物力的同时提高了校准效率和准确率，避免了人力介入导致的误差。

44、进一步地，考虑到了标准电阻的阻值可能受到温度的影响，引入了温度补偿修正，进一步地有效提高了校准精度，减少了标准电阻引入的测量不确定性。