一種低溫下壓力傳感器校準裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及一種低溫壓力傳感器的校準專用裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]目前在發(fā)動機試車中使用的壓力傳感器有兩種，一種是普通的壓力傳感器，這種壓力傳感器使用在距離液氧管路相對較遠的測壓點；另一種是低溫型的壓力傳感器，這種壓力傳感器直接用在液氧管路中測壓點。我國在常溫狀態(tài)下大量值的壓力參數(shù)計量測試水平與國外基本相當，而低溫壓力參數(shù)的數(shù)據(jù)測量不確定度與國外相差較大。據(jù)了解，目前尚沒有專業(yè)的計量單位從事低溫壓力傳感器校準工作的研究，目前的低溫壓力傳感器校準狀況是在常溫下校準。這樣在低溫環(huán)境下使用時只能采用常溫下獲取的校準方程進行換算，造成較大測量誤差。這類溫度造成的系統(tǒng)誤差必須盡可能地消除。
[0003]實際使用中的低溫壓力傳感器由于缺乏低溫環(huán)境下的校準手段，只能暫時采用常規(guī)壓力傳感器的校準方法，而發(fā)動機試車時液氧的溫度范圍達到_174°C?_183°C，其校準與使用的環(huán)境溫度相差過大，引起壓力傳感器的零位和靈敏度系數(shù)與常溫計量校準結(jié)果發(fā)生較大偏移，導致傳感器輸出信號無法準確反映測量真值。根據(jù)大量的發(fā)動機試驗可知，低溫對傳感器的零位影響較大，低溫環(huán)境可以使壓力傳感器的膜片應(yīng)力發(fā)生變化，產(chǎn)生零位漂移最大為(0.1?2)MPa的壓力信號輸出。通過壓力傳感器的溫度效應(yīng)試驗，研究表明環(huán)境溫度在低溫范圍內(nèi)變化時，壓力傳感器的輸出特性仍保持良好的線性，但是零點輸出有較大變化，靈敏度系數(shù)隨溫度的升高而減小。可見常溫下的校準特性并不能反映實際低溫工況下真實的壓力值，因此必須通過研制低溫壓力傳感器校準裝置，開展低溫壓力傳感器校準特性的研究，降低系統(tǒng)誤差的影響。由此為發(fā)動機液氧管路的系統(tǒng)壓力測量提供有效可靠的計量保障，從而保證故障診斷的準確性及性能評估的可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了彌補缺少低溫壓力傳感器校準技術(shù)的空白，本發(fā)明提供一種低溫下壓力傳感器校準裝置，該校準裝置的最大特點是可以模擬發(fā)動機液氧管路的低溫環(huán)境，能夠在室溫到-196°C的溫度變化范圍內(nèi)實現(xiàn)多溫度點的穩(wěn)定控溫?？稍诜€(wěn)定的低溫下自動校準壓力范圍為(0?20)MPa的低溫壓力傳感器，從而克服低溫壓力傳感器只能在常溫下校準的不可靠性。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0006]一種低溫下壓力傳感器校準裝置，其特殊之處在于:包括壓力校驗臺、壓力控制單元、低溫工作環(huán)境提供單元、保護罩5以及校準模塊，所述壓力控制單元用于產(chǎn)生標準壓力并將標準壓力傳輸至保護罩內(nèi)，所述保護罩位于壓力校驗臺上，被校準壓力傳感器位于保護罩內(nèi)，所述壓力控制單元的輸出端通向保護罩內(nèi)，所述保護罩和壓力校驗臺位于低溫工作環(huán)境提供單元所提供的低溫環(huán)境中，所述校準模塊用于采集測量環(huán)境中的實時壓力和被校準壓力傳感器輸出的壓力進行校準。
[0007]上述壓力控制單元包括氣源、自動壓力控制校驗儀、增壓系統(tǒng)以及高壓氣體管路，所述氣源經(jīng)過增壓系統(tǒng)后通過高壓氣體管路進入自動壓力控制校驗儀，所述自動壓力控制校驗儀輸出標準壓力。
[0008]上述低溫工作環(huán)境提供單元包括低溫杜瓦罐10、控制閥11、移動式自增壓液氮貯藏罐12、溫度傳感器8、加熱器7以及溫度采集與控制單元，所述低溫杜瓦罐內(nèi)盛放有液氮，所述移動式自增壓液氮貯藏罐12的一端通過控制閥11與低溫杜瓦罐10連通進行液氮回收，所述保護罩5以及被校準壓力傳感器6均位于低溫杜瓦罐10內(nèi)，所述溫度傳感器8以及加熱器7均位于保護罩內(nèi)，所述溫度傳感器10的輸出端與溫度采集與控制單元連接，所述移動式自增壓液氮貯藏罐12的另一端通過低溫冷卻劑輸送閥低溫冷卻劑管與保護罩連通，所述低溫冷卻劑管上設(shè)置有低溫冷卻劑輸送閥13，所述溫度采集與控制單元根據(jù)采集到的溫度控制加熱器啟停。
[0009]溫度傳感器、加熱器均采用碳電阻。
[0010]上述校準模塊包括標準壓力傳感器和工控機。
[0011 ]上述保護罩上設(shè)置有排氣管、電線引管以及高壓輸氣管，所述壓力控制單元通過高壓輸氣管與保護罩連接，所述溫度傳感器和加熱器與溫度采集與控制單元的引線均通過電線引管。
[0012]上述電壓引管為紫銅管。
[0013]本發(fā)明具有的優(yōu)點:
[0014]1、本發(fā)明裝置采用連續(xù)流控制。低溫液氮蒸發(fā)的冷氣通過低溫冷卻劑管進入保護罩內(nèi)，充分利用其制冷，然后經(jīng)過出氣管引出，在室溫下用針閥控制出氣量，進行初步的溫度控制。氣體制冷與溫度被控制的部件熱接觸較差，用碳電阻做溫度傳感器和加熱器，通過控溫器精確地控制組件的溫度。
[0015]2、本發(fā)明裝置將所有的電測引線都從紫銅管中引出，這樣大大地增加了腔與大氣的通道，使低壓腔始終保持與大氣壓一致。
[0016]3、本發(fā)明裝置研制壓力控制模塊采用壓力精度為0.01 %FS的自動壓力控制校驗儀作為壓力控制器，最高壓力為20MPa，被校低溫壓力傳感器接在低溫杜瓦中，依據(jù)相關(guān)檢定規(guī)程進行計量工作。
[0017]4、本發(fā)明的校準裝置可以實現(xiàn)在(一 196°C?室溫)溫度范圍內(nèi)對(0?20)MPa低溫壓力傳感器進行校準，擴展不確定度可達0.2%，滿足相關(guān)型號壓力測量的量值溯源要求，開創(chuàng)實現(xiàn)了低溫壓力傳感器真實環(huán)境校準。
【附圖說明】
[0018]圖1為本發(fā)明低溫下壓力傳感器校準裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖2為圖1中的局部放大圖；
[0020]其中附圖標記為:1-高壓輸氣管，2-排氣管，3-電引線管，4-低溫冷卻劑進管，5-保護罩，6-被校準壓力傳感器，7-加熱器，8-溫度傳感器，9-壓力校驗臺，10-低溫杜瓦罐，11-控制閥，12-移動式自增壓液氮貯藏罐，13-低溫冷卻劑輸送閥。
[0021 ]具體實施方法
[0022]如圖1所示，本發(fā)明低溫下壓力傳感器校準裝置為實現(xiàn)低溫環(huán)境下壓力傳感器的校準，實現(xiàn)溫度可控的低溫工作環(huán)境，主要包括壓力校驗臺、壓力控制單元、低溫工作環(huán)境提供單元、保護罩5以及校準模塊，壓力控制單元用于產(chǎn)生標準壓力并將標準壓力傳輸至保護罩內(nèi)，保護罩位于壓力校驗臺9上，被校準壓力傳感器位于保護罩內(nèi)，壓力控制單元的輸出端通向保護罩內(nèi)，保護罩和壓力校驗臺位于低溫工作環(huán)境提供單元所提供的低溫環(huán)境中，校準模塊用于采集測量環(huán)境中的實時壓力和被校準壓力傳感器輸出的壓力進行校準。壓力控制單元包括氣源、自動壓力控制校驗儀、增壓系統(tǒng)以及高壓氣體管路，氣源經(jīng)過增壓系統(tǒng)后通過高壓氣體管路進入自動壓力控制校驗儀，所述自動壓力控制校驗儀輸出標準壓