一种低温下压力传感器校准装置的制造方法
【技术领域】
[0001 ]本发明涉及一种低温压力传感器的校准专用装置。
【背景技术】
[0002]目前在发动机试车中使用的压力传感器有两种，一种是普通的压力传感器，这种压力传感器使用在距离液氧管路相对较远的测压点；另一种是低温型的压力传感器，这种压力传感器直接用在液氧管路中测压点。我国在常温状态下大量值的压力参数计量测试水平与国外基本相当，而低温压力参数的数据测量不确定度与国外相差较大。据了解，目前尚没有专业的计量单位从事低温压力传感器校准工作的研究，目前的低温压力传感器校准状况是在常温下校准。这样在低温环境下使用时只能采用常温下获取的校准方程进行换算，造成较大测量误差。这类温度造成的系统误差必须尽可能地消除。
[0003]实际使用中的低温压力传感器由于缺乏低温环境下的校准手段，只能暂时采用常规压力传感器的校准方法，而发动机试车时液氧的温度范围达到_174°C?_183°C，其校准与使用的环境温度相差过大，引起压力传感器的零位和灵敏度系数与常温计量校准结果发生较大偏移，导致传感器输出信号无法准确反映测量真值。根据大量的发动机试验可知，低温对传感器的零位影响较大，低温环境可以使压力传感器的膜片应力发生变化，产生零位漂移最大为(0.1?2)MPa的压力信号输出。通过压力传感器的温度效应试验，研究表明环境温度在低温范围内变化时，压力传感器的输出特性仍保持良好的线性，但是零点输出有较大变化，灵敏度系数随温度的升高而减小。可见常温下的校准特性并不能反映实际低温工况下真实的压力值，因此必须通过研制低温压力传感器校准装置，开展低温压力传感器校准特性的研究，降低系统误差的影响。由此为发动机液氧管路的系统压力测量提供有效可靠的计量保障，从而保证故障诊断的准确性及性能评估的可靠性。
【发明内容】
[0004]为了弥补缺少低温压力传感器校准技术的空白，本发明提供一种低温下压力传感器校准装置，该校准装置的最大特点是可以模拟发动机液氧管路的低温环境，能够在室温到-196°C的温度变化范围内实现多温度点的稳定控温。可在稳定的低温下自动校准压力范围为(0?20)MPa的低温压力传感器，从而克服低温压力传感器只能在常温下校准的不可靠性。
[0005]本发明的技术解决方案:
[0006]一种低温下压力传感器校准装置，其特殊之处在于:包括压力校验台、压力控制单元、低温工作环境提供单元、保护罩5以及校准模块，所述压力控制单元用于产生标准压力并将标准压力传输至保护罩内，所述保护罩位于压力校验台上，被校准压力传感器位于保护罩内，所述压力控制单元的输出端通向保护罩内，所述保护罩和压力校验台位于低温工作环境提供单元所提供的低温环境中，所述校准模块用于采集测量环境中的实时压力和被校准压力传感器输出的压力进行校准。
[0007]上述压力控制单元包括气源、自动压力控制校验仪、增压系统以及高压气体管路，所述气源经过增压系统后通过高压气体管路进入自动压力控制校验仪，所述自动压力控制校验仪输出标准压力。
[0008]上述低温工作环境提供单元包括低温杜瓦罐10、控制阀11、移动式自增压液氮贮藏罐12、温度传感器8、加热器7以及温度采集与控制单元，所述低温杜瓦罐内盛放有液氮，所述移动式自增压液氮贮藏罐12的一端通过控制阀11与低温杜瓦罐10连通进行液氮回收，所述保护罩5以及被校准压力传感器6均位于低温杜瓦罐10内，所述温度传感器8以及加热器7均位于保护罩内，所述温度传感器10的输出端与温度采集与控制单元连接，所述移动式自增压液氮贮藏罐12的另一端通过低温冷却剂输送阀低温冷却剂管与保护罩连通，所述低温冷却剂管上设置有低温冷却剂输送阀13，所述温度采集与控制单元根据采集到的温度控制加热器启停。
[0009]温度传感器、加热器均采用碳电阻。
[0010]上述校准模块包括标准压力传感器和工控机。
[0011 ]上述保护罩上设置有排气管、电线引管以及高压输气管，所述压力控制单元通过高压输气管与保护罩连接，所述温度传感器和加热器与温度采集与控制单元的引线均通过电线引管。
[0012]上述电压引管为紫铜管。
[0013]本发明具有的优点:
[0014]1、本发明装置采用连续流控制。低温液氮蒸发的冷气通过低温冷却剂管进入保护罩内，充分利用其制冷，然后经过出气管引出，在室温下用针阀控制出气量，进行初步的温度控制。气体制冷与温度被控制的部件热接触较差，用碳电阻做温度传感器和加热器，通过控温器精确地控制组件的温度。
[0015]2、本发明装置将所有的电测引线都从紫铜管中引出，这样大大地增加了腔与大气的通道，使低压腔始终保持与大气压一致。
[0016]3、本发明装置研制压力控制模块采用压力精度为0.01 %FS的自动压力控制校验仪作为压力控制器，最高压力为20MPa，被校低温压力传感器接在低温杜瓦中，依据相关检定规程进行计量工作。
[0017]4、本发明的校准装置可以实现在(一 196°C?室温)温度范围内对(0?20)MPa低温压力传感器进行校准，扩展不确定度可达0.2%，满足相关型号压力测量的量值溯源要求，开创实现了低温压力传感器真实环境校准。
【附图说明】
[0018]图1为本发明低温下压力传感器校准装置的结构示意图；
[0019]图2为图1中的局部放大图；
[0020]其中附图标记为:1-高压输气管，2-排气管，3-电引线管，4-低温冷却剂进管，5-保护罩，6-被校准压力传感器，7-加热器，8-温度传感器，9-压力校验台，10-低温杜瓦罐，11-控制阀，12-移动式自增压液氮贮藏罐，13-低温冷却剂输送阀。
[0021 ]具体实施方法
[0022]如图1所示，本发明低温下压力传感器校准装置为实现低温环境下压力传感器的校准，实现温度可控的低温工作环境，主要包括压力校验台、压力控制单元、低温工作环境提供单元、保护罩5以及校准模块，压力控制单元用于产生标准压力并将标准压力传输至保护罩内，保护罩位于压力校验台9上，被校准压力传感器位于保护罩内，压力控制单元的输出端通向保护罩内，保护罩和压力校验台位于低温工作环境提供单元所提供的低温环境中，校准模块用于采集测量环境中的实时压力和被校准压力传感器输出的压力进行校准。压力控制单元包括气源、自动压力控制校验仪、增压系统以及高压气体管路，气源经过增压系统后通过高压气体管路进入自动压力控制校验仪，所述自动压力控制校验仪输出标准压