任常斌，郜 鵬，李興隆，梁 琦，賀艷萍

（中國人民解放軍第4328工廠軍械技術研究室，山西長治 046011）

0 引言

為了適應對壓力傳感器的快速檢測、調節(jié)和修理，本文根據(jù)某型壓力傳感器確定被測試項目，重點對被測參數(shù)進行分析，采用研華IPC-610H工控機，TESCOM ER3000的電子壓力控制器設計方案。軟件采用LabVIEW，完成編輯、編譯、連接、調試等開發(fā)。將測試數(shù)據(jù)自動形成報表、自動存儲且可查閱，并以Excel格式進行測試記錄輸出，方便保存、打印。

1 整體設計思路

本測試儀專用性強，對可靠性、安全性要求高，測試儀控制氣路來模擬產(chǎn)生水壓環(huán)境，通過氣壓的變化來激勵壓力信號器產(chǎn)生相應的響應信號，經(jīng)過與技術規(guī)范數(shù)據(jù)比對得出相應的測試結果，并將結果顯示在液晶顯示器上［1］。原理框圖見圖1。

圖1 測試儀原理框圖

1.1 工控機

工控機采用研華IPC-610H，機箱采用全鋼19寸4U標準，底板為14槽工業(yè)標準無源底板PCA-6114P4-C，電源采用250 W工業(yè)標準電源PS-250ATX-ZE，主板采用PCA-6010V支持雙通道DDR2 667 SDRAM，最高可達4 GB，G2版本支持CF插槽和DVI接口;符合PICMG 1.0標準，支持LGA 775 Intel Core 2 Duo FSB 1066 MHz處理器，支持雙通道DDR2 667 SDRAM，最高可達4 GB單GbE LAN via PCIe x1通道COM端口，4 SATA端口，8 USB接口。

1.2 高功率繼電器卡

高功率繼電器卡選取凌華PCI-7260，該板卡包含八個繼電器輸出通道，每個通道可切換5 A 250 V的交流電源，或5 A 30 V的直流電源，面板上的可插拔連接器同時具備高電流切換與易于接線的特性。凌華PCI-7260提供八個獨立的數(shù)字輸入通道，并為這些數(shù)字輸入通道設計濾波電路，以過濾信號端可能發(fā)生的突波，提升系統(tǒng)的可靠性。

1.3 A/D卡

A/D卡選取PIS0-813 12位隔離A/D卡。PIS0-813有32個單端輸入模擬量通道。PIS0-813的隔離電壓高達3 000 V。本卡是最為經(jīng)濟的PCI總線A/D卡。它帶有一個37針D型連接頭，可適用于5 V PCI總線插槽并支持真正的即插即用。PCI總線模擬量輸出卡高分辨率多通道模擬量輸出卡，簡潔無跳線設計，軟件校準。

1.4 電子壓力控制器

TESCOM ER3000的電子壓力控制器使調壓閥的出口壓力平穩(wěn)、精確，調節(jié)速度快，響應速度快。ER3000可用PLC或電腦軟件控制，人不必到達現(xiàn)場，可實現(xiàn)遠程控制，防爆型的設計使操作人員可遠離危險，且輸出氣流操控的過程均可被控制。

2 氣源組件主要結構及簡要工作原理

氣源組件是以高壓氣瓶、單向閥、高壓過濾及閥門組成的一個蓄能氣源。該組件輸入端接入高壓氣體管道，輸出端采用高壓軟管連接到控制柜。高壓氣瓶主要起到蓄能的作用，以適應系統(tǒng)用氣的需要;過濾器的作用主要是濾掉顆粒、油漬等雜質，滿足用氣露點及清潔度的要求。管道選用1/4英寸的不銹鋼管，滿足氣管強度要求。器件整體安置在機柜內。氣路控制圖見圖2。

圖2 氣源組件氣路控制原理圖

控制組件是該系統(tǒng)的核心，它的主要作用是采用程序控制，控制氣體壓力按不同通道輸出，同時具有欠壓報警及過壓保護，程序調壓，故障報警功能。進氣控制閥采用一只二位二通電磁閥。程序控制電磁閥對管路進行開關控制。系統(tǒng)采用美國TESCOM高精度的氣驅伺服減壓閥、壓力傳感器和控制器來根據(jù)設定的壓力自動調壓和調整。壓力控制器采用TESCOM公司的ER3000型電子壓力控制器，該控制器與相應的調節(jié)閥配合可滿足0～10 MPa范圍的氣壓控制。壓力傳感器選用TESCOM公司相配套的100系列傳感器，工作壓力0～1 000 psi精度等級0.25，輸出信號4～20 mA，工作電壓24 VDC。輸出通路均設有電磁閥排空控制，考慮到管路的簡潔，輸出電磁閥和排空電磁閥合一，采用DCF6型二位三通電磁閥。主管道采用1/4英寸不銹鋼管，為了安全，每個壓力支路上設置一只安全閥?？刂平M件氣路控制見圖3。

圖3 控制組件氣路控制原理圖

3 軟件設計

該系統(tǒng)軟件平臺為LabVIEW［2］，具有良好的人機界面，分為系統(tǒng)登陸、傳感器測試、保存報表、參數(shù)設置、檢修系統(tǒng)、在線幫助七個模塊，測試界面見圖4。

圖4 測試界面

3.1 參數(shù)設置

要求具有管理員權限，點擊參數(shù)設置;輸入管理員的操作密碼，進入設置界面;可以更改合格判據(jù)、測試時間、添加管理操作者，修改完畢保存后退出即可進行其他操作。

圖5 參數(shù)設置界面

3.2 檢修系統(tǒng)

此項功能主要應用于手動調整輸出氣壓，檢測外接器件或設備自檢。操作要求具有管理員權限;點擊系統(tǒng)自檢，輸入管理員的操作密碼，進入檢修系統(tǒng)界面;點擊輸入電磁閥，輸入電磁閥動作，面板上輸入燈亮，檢查輸入電磁閥動作是否正常，輸入壓力顯示是否正常;點擊傳感器輸出電磁閥、信號器輸出電磁閥可分別檢測相應電磁閥動作是否正常;轉動輸出氣壓調節(jié)或輸入需調節(jié)的壓力值，均可實現(xiàn)壓力的手動調整輸出;使用完畢，點擊退出鍵，即可回到初始界面，進行其他操作。

圖6 檢修系統(tǒng)界面

4 結束語

本測試儀完成對某系列水中壓力傳感器的測試，系統(tǒng)硬件充分考慮了測量過程的可靠性、實時性與安全性，系統(tǒng)軟件充分考慮了算法設計的規(guī)范性、人機交互界面的友好性。經(jīng)過實際使用，滿足了測試需求。

［1］柳愛利，周紹磊.自動測試技術［M］.北京:電子工業(yè)出版社，2007.

［2］陳錫輝，張銀鴻.LabVIEW 8.20程序設計從入門到精通［M］.北京:清華大學出版社，2007.