小量程液体压力标定数据点分析论文_陈军 公春梅

摘要:用中值和均值分析方法对小量程液体压力变送器采集信号的数据点标定误差值进行研究,提出对选择某一阶段时间内采集的数据组进行序列中值和序列均值处理结果作为可靠的研究依据,可以提高测量精确度,解决标定时采集瞬间电压值,因不准确而引起的问题。

关键字:小量程压力、数据误差、电压值

0 前言

由于在小量程液体压力变送器标定时,标准参数传递是利用压力校准仪器通过传感器、计算机采集卡、数据处理显示程序,对规定的一系列校验点进行采集拟和处理。校验系统是利用数据处理系统,以标定存储数据进行拟和关系公式为依据,由标准压力源对传感器进行各点传送标准压力,检查标准压力源和计算机数据采集显示压力值的对应各点误差允许值是否合格。

1压阻式压力变送器

压力变送器采用抗腐蚀型压阻压力传感器,电器接口为接插式的二线制可通过接插件配接LCD或LED显示表头,现场显示电流值或电压值。其测量部件是一个装有固态压阻敏感芯片的带不锈钢隔离膜片的全焊接不锈钢体。敏感芯片通过导线与变送器专用放大器电路连接,它利用半导体硅材料的压阻效应,实现压力与电信号的转换;通过高可靠性的放大电路,将表压或绝压转换成4~20mADC、0~10mADC或0~5VDC等标准信号。由于敏感芯片上的惠斯登电桥输出的电信号与作用力有着良好的线性关系,所以可以实现对压力的准确测量。

2数据采集处理

数字采集系统是将传感器或变送器过来的信号首先插入接线端子上,然后经由接线端子连接信号线与航空插头线后,信号进入数采系统,再通过光纤传入数采控制计算机。

2.1传感器或变送器校验功能

以标准信号源(压力源、力源、毫伏源或标准信号发生器等)为依据,对传感器,通道开关,放大器,A/D或计数器等诸环节进行系统误差的自动订正,按被校传感器的输入输出特性和精度要求,建立传感器输出量与工程参数之间的数学模型(如图1),有效地提高精度要求。通道校验可以在更换传感器或进行系统相关的调试后进行,也可以定期进行。

图2. 小量程液体压力的标定数据点采集

2.2.2在输入数据框内,填写小量程液体压力测量范围(从0~1.0MPa)的量限为1.0MPa,测量精度是1.5级;程序自动按误差公式计算出表的测量误差为0.015MPa。

2.3 中值、均值采集分析

2.3.1按照小量程液体压力标定操作规范,在输入数据内填写每个标定物理量值,例如0.2MPa,然后开始采集就得到对应样点的电压量值1.0227mV。

2.3.2根据在选择某一时间阶段内进行数据采集时,自动出现在数据表里的一个序列数据组,自动寻找出这组序列最大值1.14002mV,序列最小值0.913878mV;然后根据概率统计公式自动计算出输入序列的均值1.02791mV,计算序列的中值1.02531mV。这时,根据均值和中值这两种方法求得结果进行比较,就会很容易发现序列中值较接近电压量中间值;则可选用中值法作为最终结果。

只有每个测量样点都在选择某一时间阶段内进行采集,按照序列中值采集使用,这样,整个标定的误差范围就会明显缩小,其标定精度就能提高。就会避免因标定误差过大而导致测量值偏大或偏小,超出规定测量校验误差的现象。

2.3.3点击“保存”按钮,程序就会自动将所需要的标定物理量和序列中值保存在指定的表格文件中,最后点击“退出”按钮,程序自动结束关闭。

3 结论

通过根据序列中值方法和序列均值方法作为标定采集时进行有规律遵循控制,对每个数据样点在选择某一时间阶段内进行序列中值采集时标定物理量,使测量值更加精确。以试验台上实际获得的多个数据组为分析依据,将理论数据组与其作比对,可以确定此项理论数据是完全可行的。

参考文献:

[1]甘健胜.概率论与数理统计[M]. 北京:清华大学出版社,北京交通大学出版社,2005.

[2]魏宗舒.概率论与数理统计教程[M].北京:高等教育出版社,1983.

[3]国家计量局.中华人民共和国—国家计量检定规程[M].北京:中国计量出版社,1984.

论文作者:陈军 公春梅

论文发表刊物:《科技中国》2018年5期

论文发表时间:2018/8/10

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