概述
数字温度压力传感器校准测试系统是一套面向客户定制的数字温度/压力传感器自动化校准与测试平台,覆盖产品从“温度压力原始输出”到“校准参数计算写入、精度复测判定”的全流程。
与传统依靠人工记录读数、单点手动标定的方式不同,本系统以测试计算机为核心,把环境激励(温度/压力/供电)、数据通信(RS-485)、校准解算、参数下载、复测判定、数据归档串成一条闭环自动化产线:一次装夹,系统自动完成全部温度、压力的标定与验证,并输出可追溯的测试报告。
系统适用于数字温度传感器、压力传感器以及温压一体类产品的研发验证、出厂校准、批量生产测试和质量抽检。
01
系统硬件组成
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系统由六类主要设备构成,各设备通过测试计算机统一调度。
设备 名称 | 主要规格 | 作用 |
测试 计算机 | 工业控制 计算机 | 硬件通讯、流程控制、数据采集、校准解算、参数下载、判定与存档 |
串口 服务器 | MOXA NPort 6650-16 16口RS-232/485/422最高921.6kbps,支持任意波特率 | 把传感器RS-485接入以太网,实现多通道并发通信 |
继电器板 | 多路复用开关 | 控制每只产品独立上电/断电 |
可编程 直流电源 | 程控输出,电压电流可回读 | 为被测产品提供可调、可测的工作电源 |
压力 控制器 | 量程 0~2MPa 0~15MPa 精度0.01%FS | 提供高精度标准压力激励 |
高低 温箱 | 温度范 ?70~180℃ | 提供全温区标准温度环境 |
02
系统架构与并行测试能力
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系统架构
系统采用分层结构,自上而下依次为控制层、通信层、配电层、激励层与被测层,各层连接关系如下:
层级 | 节点 | 接口 方式 | 说明 |
控制 层 | 测试计算机 (校准测试软件) | — | 流程调度、设备控制、数据解算与归档 |
通信 层 | 串口服务器 MOXA 6650-16×4 | 以太网 ↑↓ RS-485 | 共64路串口,60路接传感器,4路预留 |
配电 层 | 继电器板 | 开关量 控制 | 每只产品一条独立上电通道 |
激励 层 | 压力控制器/高低温箱/程控 电源 | 以太网或串口 | 提供标准压力、温度环境与工作电源 |
被测 层 | 数字温度/压力 传感器×60 | RS-485 | 置于高低温箱内,压力产品接入压力管路 |
并行测试能力
系统配置4台MOXA NPort 6650-16串口服务器,共提供4×16=64路串口。其中60路用于被测传感器(一路串口对应一只产品,点对点连接,规避多个产品挂载总线带来相互干扰),其余4路预留用于压力控制器、高低温箱、程控电源等设备接入及通道冗余备份。由此,系统最多可支持60只传感器并行校准与测试。
03
校准测试流程
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系统按照“产品类型→产品型号→测试参数与流程”三级配置驱动,全自动执行以下环节。
01
任务建档与参数载入
输入产品编号、型号,系统按产品类型(温度传感器/压力传感器)与产品型号自动从配置库调取对应的测试参数、硬件配置和测试流程。
02
上电与产品识别
· 继电器板按顺序逐个通道上电,程控电源输出设定电压;
· 系统经串口服务器读取产品型号、编号、固件版本、量程规格,确认型号匹配。
03
环境激励建立
· 温度传感器:高低温箱按设定速率升降至各目标温度点,判定温度稳定后进入保温;
· 压力传感器:压力控制器按测点序列加压至目标压力,判定压力稳定后进入采集。
04
原始数据读取
· 测试计算机经串口服务器并发轮询各通道,读取传感器输出的原始数字量;
· 按设定次数采集并做排序、剔除、平均处理。
05
校准参数计算
依据型号对应的校准模型,对“原始数字量?标准量值”进行拟合解算。
06
校准参数下载
· 通过RS-485将校准系数写入传感器内部非易失存储区(EEPROM/Flash);
· 写入后回读校验,确认参数写入正确。
07
复测验证
· 参数下载完成后,系统遍历全部测点,读取传感器校准后的输出量值;
· 计算各测点的示值误差、非线性、重复性;
· 按型号允差判据自动判定PASS/FAIL。
08
判定与归档
· 生成单只产品的测试报告(原始数据、校准系数、复测误差曲线);
· 不合格品自动标记,可转入单只复测或返修流程。
04
系统应用价值
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对于客户定制传感器业务而言,产品型号多、批量大小不一、指标要求各异是常态。本系统以“参数化配置+大规模并行+全流程闭环”的设计,把“多品种、小批量”的定制校准转化为可快速切换、可规模复制的标准作业。
对生产
缩短交付周期,降低单位校准测试成本;
对质量
消除人工读数与记录误差,数据一致、全程可追溯;
对研发
快速覆盖全温度全压力特性,为产品设计迭代提供完整数据支撑;
对客户
交付的每只产品均附带完整校准与复测报告,指标可验证。
高华科技 688539
编辑制作:南京高华科技总经办
公司地址:南京市栖霞大道66号
公司官网:cn.govagroup.com
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