PTB220气压传感器调整方法

1、PTB220气压传感器调整方法一、概述PTB220 是完全补偿的数字气压表，具有较宽的工作温度和气压测量范围。感应元件采 用VISALA 研制的硅电容压力传感器 BAROCAPBAROCA 具有很好的滞后性和重复性及温度特 性、长期稳定性。PTB220 的工作原理是基于一个先进的 RC 振荡电路、微处理器和三个参考电容组成的数 字压力传感器，并且电容压力传感器及电容温度传感器连续测量，微处理器自动进行压力线 性补偿及温度补偿。二、主要技术指标测量范围5001100 hPa工作温度-40oC+60oC分辨率0.1 hPa精度0.2 hPa（气压在 8001050 hPa温度在 +5C+55C）分

2、辨率0.1 hPa三、PTB220 信号输出方式及调整方法综述传感器信号输出方式：PTB220 有三种输出方式：软件可设的 RS232 串行输出；TTL 电平 输出；模拟（电压、电流）输出、脉冲输出。当对气压传感器进行检定后，如果发现各检定 点测量误差的总平均大于 0.2 hPa,则需要进行调整。目前我区自动站气压传感器使用的输出方式有两种：RS232 串行输出（改型后的 DYYZI型站）和模拟电压输出（CAWS60 自动站和改型前的 DYYZ II 型站）。调整方法： 包括数字量调整和模拟量调整。数字量调整有两种调整方法：线性偏置调整 法（基点平移法）和多点调整法，需要根据各检定点的误差大小

3、和方向选择具体的调整方法： 如果在整个测量范围内各压力点上的测量误差方向一致而且误差分布很均匀可采用单点调整 法，调整量为全量程各压力点误差的总平均值；如果在整个测量范围内各压力点上的测量误 差比较离散可采用多点调整法；也可以同时使用两种调整方法。调整过程 ：数字量调整，无论是线性偏置调整法（基点平移法）还是多点调整法都会影 响到模拟量的输出，而模拟量的调整不会影响数字量的输出。所以应先进行数字量调整，调 整完成后重新检定或校准气压传感器，如果数字量输出不合格，重新进行数字量调整；如果 数字量输出合格而模拟量输出不合格，继续进行模拟量调整并重新检定或校准气压传感器， 一直到数字量输出和模拟量输

4、出均合格为止。四、调整前的准备1、气路连接：将气压传感器通过 3 通与气压标准器、压力调节源连成一个封闭的测量系 统。2、电路连接：按下图（图 1）连接气压传感器、 12VDC 电源、计算机串口、 数字多用表图 13 、数字多用表的红、黑色探测笔分别插入前面板的HI、LO 端，气压传感器模拟电压信号输出线 C+、C-分别与红、黑探测笔可靠连接。开数字多用表电源后设置为：前面板输入； 直流电压测量；取消自动量程功能并设置量程为100V。4、从计算机桌面任务栏中，点击开始 一程序一附件一通讯一打开超级终端，建 立一个新的COM 连接，设置通讯数据如表 1 或表 2 后给传感器接通电源，观察超级连接

5、数据 窗口是否接收到“ PTB220 / 3.05 ”；如果没有收到，更改设置并重新给传感器加电，直到接收到“ PTB220 / 3.05 ”为止。每秒位数（波特率）9600数据位7奇偶校验偶校验（E）停止位1数据流控制无表 1每秒位数（波特率）4800数据位8奇偶校验无停止位1数据流控制无表 25、标准器和传感器加电预热 30 分钟，按照检定规程（校准规程）在全量程范围内检定 （校准）气压传感器。检定开始和结束时分别读取当时的环境温度和空气湿度值，用两次读 取的环境温度和空气湿度值的平均值，作为检定时的环境条件。检定时的压力点为 500、600、700、800、900、950、1000、10

6、50hPa 也可根据本省实 际测量范围来确定，但测量范围的上下限必须涵盖本省全部台站中最高和最低压力点；为使 检定数据具有可分析性，以便于选择调整方法，检定压力点建议不少于5 个。检定时的调压顺序为由低压到高压，再由高压到低压完成一个升降压过程，每个压力点 调好后稳定 2 分钟开始读数。在计算机超级终端数据输入区输入命令SEND 回车读取被检气压传感器数字量读数；在数字多用表上读取气压传感器模拟电压值，精确到小数点后四位。详细记录标准气压计读数、被检气压传感器气压数字量、被检气压传感器各点测得的电压值及根据公式 P=Pv*120+500（ P 气压值，hpa； Pv 传感器输出电压值，V）换算

7、的气压值 （检定记录格式见附页），并分别计算数字量、模拟量正反行程各压力点的测量误差及测量误 差的总平均。如果发现各检定点数字量测量误差的总平均大于0.2 hPa,应进行数字量调整，分析各检定点的误差大小和方向，选择合适的调整方法；如果各检定点模拟量换算后的气压值测量误 差的总平均大于 0.2 hPa 应进行模拟量调整。6、调整前先打开气压传感器，将 DIP 开关的 SW4 拨到 ON 的位置。五、数字量调整方法数字量调整前，先在计算机超级终端数据输入区输入命令corrv 回车 ,将显示的“L in earadjustmentS直到“ Calibration date *-*-* ”拷贝下来，

8、以备调校不成功时还原初值，执 行过程及结果如下图（图 2）：下图中内容分为三个部分：线性调整部分：Lin ear adjustme nts 部分，ON 表示线性调整处于有效状态，传感器输出 是经过线性修正的，当输入新的修正值后会覆盖旧的修正值；使用 LC OFF 回车 命令后，线性调整不再起作用，处于无效状态， 使用 corrv 回车命令后，显示 Lin ear adjustme nts OFF，不显示修正值；命令 LC ON 回车启用线性调整。多点调整部分：Multipoint adjustments 部分，ON 表示多点调整处于使用状态，传感器输出 是经过修正的，修正方法为测量值靠近哪一修

9、正点就使用对应的修正值进行订正；输入新的 修正值后会覆盖旧的修正值；使用 MPC OFF 回车 命令后，多点调整不再起作用，处于 无效状态，使用 corrv回车命令后，显示Multipoint adjustmentsOFF，不显示修正值；命令 MPC ON 回车 启用多点调整。调整日期部分：calibration date，显示最后一次输入的调整日期。J*-匸4Lin eainstnne ntsG!omre cti on-1JK.JKK 亩平* . UUl 14o ooo1 l 口 LilliAdT o f jF sct :D000205IT1 口 igN 日目TT_or：set :002 1

10、994*bZtUkitipOIITLT：acij u-s te txtsCJorxe cti om 斗斗5 2(J . 0-41 2-CJ . O 1各 PE 亍 3Q-0.01 6300 50-O.O2：O*OU -ik-4U-U. 03O- 0 一 044BOP 曲吁 O7LO 仝 9 已吒 OCfil 厂刊 tioin -dlat =1、线性偏置调整法（基点平移法）本调整方法使气压传感器量程内所有数字输出量、模拟输出量进行等量修正。（ 1）将标准气压仪和被调整气压传感器连成一个封闭的测量系统；将气压传感器DIP开关的 SW4 拨到 ON 的位置；标准器和传感器加电预热 30 分钟后稳定到

11、常压点；（ 2）在超级终端的数据显示区“ ”提示符后输入命令： LC ON 回车 ，记录原线 性调整修正值；（3）在超级终端的数据显示区“ ”提示符后输入命令： Lci 回车 ，屏幕会依次显示：P1，1 . reading?（输值）回车Correction?（输值） 回车 P1， 2 . reading? 回车在第一个问号后输入一个压力点的测量值，在第二个问号后输入新的修正值。由于检定 过程是在原线性调整有效的情况下进行的，所以新的修正值为根据检定记录计算出的总修正 值与原修正值之和。调整过程中按 ESC 键放弃调整。（4）将气压传感器 DIP 开关的 SW4 拨到 OFF 的位置；（ 5）重

12、新检定或校准气压传感器，如果数字输出不合格，继续以下多点调整；如果数字 量输出合格而模拟量输出不合格，继续进行模拟量调整；2、多点调整（1）将气压传感器 DIP 开关的 SW4 拨到 ON 的位置；标准器和传感器加电预热 30 分钟；（ 2）在超级终端的数据显示区“ ”提示符后输入命令： mpc on 回车 ，屏幕会显 示下列内容：Multipoint adjustments ONReading Correction499.5200.040698.530 -0.010800.950 -0.020900.440 -0.030947.270 -0.040999.960 -0.0701099.460

13、 -0.090（3）记录各压力点及其原修正值；（ 4）在超级终端的数据显示区“ ”提示符后输入命令： MPCI 回车 ，屏幕会依次 显示：1、PTB, Reading?（气压读数）回车Correctio n?（键入修正值） 回车2、PTB, Reading?（气压读数）回车 Correctio n?（键入修正值） 回车?8、PTB, Reading?（气压读数）回车 Correctio n?（键入修正值） 回车根据检定或校准记录,在全量程范围内选择八个压力点,在第一个问号后输入第一个压 力点的测量值,在第二个问号后输入此点新的修正值。由于检定过程是在原多点调整有效的 情况下进行的,所以新的修正

14、值为根据检定记录计算出的本点修正值与原本点修正值之和；;在第八个问号后输入第八个压力点的测量值，在第八个问号后输入此点的修正 值；调整过程中按 ESC 键放弃调整；（ 5）将气压传感器 DIP 开关的 SW4 拨到 OFF 的位置;（ 6）重新检定或校准气压传感器,看调整结果是否有效;六、模拟量调整方法模拟量调整前,先在计算机超级终端数据输入区输入 LC ON 命令,记录下出厂设置 UOffset 及 U Gain 的值，以备调整无效或出现错误时恢复设置599.040-0.0101、线性偏置调整法此调整方法在所有资料中均未提及，我们通过实验验证了这是一个非常有效的模拟量输 出调整的方法，适用于

15、误差方向一致而且误差分布很均匀的超差气压传感器的调整。调整中 使用原放大倍数(Gain),只改变偏移量(Offset)的值。调整步骤如下：( 1)将标准气压仪和被调整气压传感器连成一个封闭的测量系统；将气压传感器 DIP 开关的SW4 拨到 ON 的位置；( 2)在计算机超级终端数据输入区输入 LC ON 命令，记录下出厂设置 U Offset 及 U Gain 的值；(3)根据检定记录计算模拟输出总修正值厶 P (单位：hPa),将厶 P/120+出厂设置 U Offset 的值作为新的 U Offset 的值；( 4)输入 dlci 回车命令，依次显示下列指令：U Offset:?新的 U

16、 Offset 的值 回车U Gain:?出厂设置 U Gain 的值 回车I Offset：?回车I Gain：?回车Corrections Saved(5)将气压传感器 DIP 开关的 SW4 拨到 OFF 的位置；( 7)重新检定或校准气压传感器，若仍在允许范围之外，应再次进行调整，或与线性偏 置/倍数调整法结合进行调整。2、线性偏置 /倍数调整法( 1)将标准气压仪和被调整气压传感器连成一个封闭的测量系统；将气压传感器DIP开关的 SW4 拨到 ON 的位置；(2)输入 dlci 命令，将 U Gain 和 U Offset 的值分别设置为 1.00 和 0.00;输入 dlci 回车

17、命令，显示下列指令：U Offset：？0.00 回车U Gain：？1.00 回车I Offset：？ 回车 I Gain：？ 回车Corrections Saved( 3)在计算机超级终端数据输入区输入 itest X1(X1取低点压力电压值)命令，读取数 字多用表显示值(MeasXi，单位 V);( 4)在计算机超级终端数据输入区输入 itest X2(X2取高点压力电压值)命令，读取数 字多用表显示值(MeasX2，单位 V)；(5)运用下公式计算放大倍数(Gain)和偏移量(Offset)的值：Gain=( ItestX2-ItestX1) /( MeasX2-MeasX1)Offs

18、et=ItestX1-Gain*MeasX1( 6)输入 dlci 命令，将 U Gain 和 U Offset 的值输入；例如： ItestX1=0.5VMeasX1=0.502VItestX2=4.5VMeasX2=4.506V计算得： Offset=-0.001499Gain=0.999001输入 dlci 回车命令，输入新的 U Offset 和 U Gain 的值，操作同步骤(2)；(7)将气压传感器 DIP 开关的 SW4 拨到 OFF 的位置，调整完毕。( 8)关、开气压传感器电源一次，使气压传感器从测试状态转为测量状态； (9)重新检定或校准气压传感器，若仍在允许范围之外，应再次进行调整。若3 次调整后其误差仍在允许范围之外，应作为调整不成功处理，需要还原初值。还原操作过程同上， 输入出厂设置 U Offset 及 U Gain 的值。七、输入调整