一种多通道微型压力传感器标定装置论文和设计

全文摘要

本实用新型提供了一种多通道微型压力传感器标定装置，包括压力缸、控制器和气泵，压力缸由上部盖板和下部缸体组成，且盖板通过螺栓和缸体固定在一起，盖板的下面设置有供传感器插入的母插头，母插头的上端分别连接有导线，导线通过盖板引到压力缸外部并与控制器相连，气泵与缸体内部通过气管相连通，盖板上设有气压显示表，并通过数据线将数据传输给控制器。本实用新型将待测传感器的公插头与母插头配合，装置中还有供传感器测试部穿过的多孔放置板，本实用新型既可以标定土压力传感器又可以标定孔隙水压力传感器，而且多个母插头的设置，可以同时将多个传感器的信号传输给控制器，提高了工作效率，节省了工作时间。

主设计要求

1.一种多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：包括压力缸(1)、控制器(2)和气泵(3)，压力缸(1)由上部盖板(101)和下部缸体(102)组成，且盖板(101)通过螺栓和缸体(102)固定在一起，盖板(101)的下面设置有供传感器插入的母插头(4)，母插头(4)的上端分别连接有导线(5)，导线(5)通过盖板(101)引到压力缸(1)外部并与控制器(2)相连，气泵(3)与缸体(102)内部通过气管(6)相连通，盖板(101)上设有气压显示表，并通过数据线将数据传输给控制器(2)。

设计方案

2.根据权利要求1所述的多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：缸体(102)内有多孔放置板(7)，多孔放置板(7)下部有水，多孔放置板(7)上开设有若干圆孔(8)，以供传感器前部测量部穿过圆孔后没入水中，多孔放置板(7)的下面设置有螺柱(9)，多孔放置板(7)通过螺柱(9)放置在缸体(102)内。

3.根据权利要求1所述的多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：盖板(101)的下面固定设置有安装板(10)，安装板(10)与盖板(101)间隔且平行设置，安装板(10)与盖板(101)通过连接杆固定连接，安装板(10)的下表面固定有母插头(4)，母插头(4)连接的导线(5)穿过安装板(10)后从盖板(101)穿出。

4.根据权利要求1所述的多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：盖板(101)上设置有防水密封接头(11)，导线(5)通过防水密封接头(11)引入到外部。

5.根据权利要求1所述的多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：盖板(101)表面设有(8)mm气管快速接头与气管(6)连接。

6.根据权利要求1所述的多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：上部盖板(101)和下部缸体(102)之间通过法兰盘连接，法兰盘处设有密封橡胶圈。

7.根据权利要求1所述的多通道微型压力传感器标定装置，其特征在于：控制器(2)包括箱体，箱体内设置有变压器、控制电路和打印机，箱体的表面设置有液晶显示屏、控制按钮、打印机出口、指示灯和开关。

设计说明书

技术领域

本实用新型属于传感器标定装置领域，尤其是涉及一种多通道微型压力传感器标定装置。

背景技术

在土工离心模型试验中，常常需要通过埋设大量的土压力传感器或孔隙水压力传感器来测量土体模型内不同位置为土体力学状态，因此传感器的标定参数的正确与否将直接影响试验结果的准确性。土压力传感器和孔隙水压力传感器外形相似，但传感器表面测试部不同，其中孔隙水压力传感器需要将测试部完全浸入水中进行标定，土压力则不需要，两种传感器如图6和图7所示。

一般情况下，在压力传感器经过一段时间的使用、存储或修理后，会产生一定为误差，需要再次进行技术性能的鉴定，标定其输出电压和压力的对应关系参数，以确保压力传感器能准确地测量土体力学参数。

综上所述，在土工离心模型试验领域急需研制一套能同时标定多只传感器的全自动压力传感器标定装置。

发明内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种多通道微型压力传感器标定装置，设置了多个通道，可以同时标定多只传感器，节省了工作时间，提高了工作效率。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：

一种多通道微型压力传感器标定装置，包括压力缸、控制器和气泵，压力缸由上部盖板和下部缸体组成，且盖板通过螺栓和缸体固定在一起，盖板的下面设置有供传感器插入的母插头，母插头的上端分别连接有导线，导线通过盖板引到压力缸外部并与控制器相连，气泵与缸体内部通过气管相连通，盖板上设有气压显示表，并通过数据线将数据传输给控制器。

进一步的，缸体内有多孔放置板，多孔放置板上开设有若干供传感器测量部穿过的圆孔，多孔放置板的下面设置有螺柱，多孔放置板通过螺柱放置在缸体内。

进一步的，盖板的下面固定设置有安装板，安装板与盖板间隔且平行设置，安装板与盖板通过连接杆固定连接，安装板的下表面固定有母插头，母插头连接的导线穿过安装板后从盖板穿出。

进一步的，盖板上设置有防水密封接头，导线通过防水密封接头引入到外部。

进一步的，盖板表面设有8mm气管快速接头与气管连接。

进一步的，上部盖板和下部缸体之间通过法兰盘连接，法兰盘处设有密封橡胶圈。

进一步的，控制器包括箱体，箱体内设置有变压器、控制电路和打印机，箱体的表面设置有液晶显示屏、控制按钮、打印机出口、指示灯和开关。

工作过程：

对于土压力传感器：

1.打开控制器总电源。

2将待测的土压力传感器公插头与安装板上的母插头对插起来，待控制器显示屏有初始读数出现，说明通讯建立完毕。如此重复，将所需标定的传感器逐一与控制器接通。

3.将所有土压力传感器测试部及线束置于多孔放置板之上。

4.将安装板嵌入压力缸，并将盖板放在压力缸之上，对准螺栓孔，用螺栓将盖板和压力缸紧固起来，形成压力缸内部密封环境。

5.按压数据采集按钮，此时控制器开始采集气压和电压数据。

6.打开控制器的箱体上的气泵电源按钮，气泵通电。按压控制器上的加压按钮，控制气泵向压力缸内充气，并调节气压压力，施加第一级荷载50kPa。

7.逐级增加荷载至传感器量程为止，完成标定工作。

8.打开气泵的泄压阀，将压力缸内的气压卸载至0kPa。

9.选定对应所要输出的传感器通道，按打印按钮，将此通道传感器的电压和气压的数值及电压气压的对应关系图打印在纸上。

对于孔隙水压力传感器：

1.打开控制器总电源。

2.将待测的孔隙水压力传感器公插头与安装板上的母插头对插起来，待控制器显示屏有初始读数出现，说明通讯建立完毕。如此重复，将所需标定的传感器逐一与控制器接通。

3.将所有孔隙水压力传感器的测试部穿过多孔放置板的圆孔，并使测量部没入水中，将传感器线束置于多孔放置板之上。

4.将安装板嵌入压力缸，并将盖板放在压力缸之上，对准螺栓孔，用螺栓将盖板和压力缸紧固起来，形成压力缸内部密封环境。

5.按压数据采集按钮，此时控制器开始采集气压和电压数据。

6.打开控制器的箱体上的气泵电源按钮，气泵通电。按压控制器上的加压按钮，控制气泵向压力缸内充气，并调节气压压力，施加第一级荷载50kPa。

7.逐级增加荷载至传感器量程为止，完成标定工作。

8.打开气泵的泄压阀，将压力缸内的气压卸载至0kPa。

9.选定对应所要输出的传感器通道，按打印按钮，将此通道传感器的电压和气压的数值及电压气压的对应关系图打印在纸上。

变压器：德力西SA-100W-12V直流电源变压器。

控制电路：压力自动控制电路板(定制)。

打印机:荣达K110微型热敏打印机。

相对于现有技术，本实用新型所述的多通道微型压力传感器标定装置具有以下优势：

本实用新型所述的多通道微型压力传感器标定装置，将待测传感器的公插头与母插头配合，装置中还有供传感器测试部穿过的多孔放置板，既可以标定土压力传感器又可以标定孔隙水压力传感器，而且多个母插头的设置，可以同时将多个传感器的信号传输给控制器，提高了工作效率，节省了工作时间。

附图说明

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型实施例所述的多通道微型压力传感器标定装置的结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的俯视盖板的立体结构示意图；

图3为本实用新型实施例所述的仰视盖板的立体结构示意图；

图4为本实用新型实施例所述的缸体的立体结构示意图；

图5为本实用新型实施例所述的多孔放置板的立体结构示意图；

图6为孔隙水压力传感器；

图7为土压力传感器。

附图标记说明：

1-压力缸；101-盖板；102-缸体；2-控制器；3-气泵；4-母插头；5-导线；6-气管；7-多孔放置板；8-圆孔；9-螺柱；10-安装板；11-防水密封接头。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1-7所示，一种多通道微型压力传感器标定装置，包括压力缸1、控制器2和气泵3，压力缸1由上部盖板101和下部缸体102组成，且盖板101通过螺栓和缸体102固定在一起，盖板101的下面设置有供传感器插入的母插头4，母插头4的上端分别连接有导线5，导线5通过盖板101引到压力缸1外部并与控制器2相连，气泵3与缸体102内部通过气管6相连通，盖板101上设有气压显示表，并通过数据线将数据传输给控制器2。

上述缸体102内有多孔放置板7，多孔放置板7上开设有若干供传感器穿过的圆孔8，多孔放置板7的下面设置有螺柱9，多孔放置板7通过螺柱9放置在缸体102内。

上述盖板101的下面固定设置有安装板10，安装板10与盖板101间隔且平行设置，安装板10与盖板101通过连接杆固定连接，安装板10的下表面固定有母插头4，母插头4连接的导线5穿过安装板10后从盖板101穿出。

上述盖板101上设置有防水密封接头11，导线5通过防水密封接头11引入到外部。

上述盖板101表面设有8mm气管快速接头与气管6连接。

上述上部盖板101和下部缸体102之间通过法兰盘连接，法兰盘处设有密封橡胶圈。

上述控制器2包括箱体，箱体内设置有变压器、控制电路和打印机，箱体的表面设置有液晶显示屏、控制按钮、打印机出口、指示灯和开关。

工作过程：

对于土压力传感器：

1.打开控制器总电源。

2将待测的土压力传感器公插头与安装板10上的母插头4对插起来，待控制器2的显示屏有初始读数出现，说明通讯建立完毕。如此重复，将所需标定的传感器逐一与控制器2接通。

3.将所有土压力传感器测试部及线束置于多孔放置板7之上。

4.将安装板10嵌入压力缸1，并将盖板101放在压力缸1之上，对准螺栓孔，用螺栓将盖板101和压力缸1紧固起来，形成压力缸1内部密封环境。

5.按压数据采集按钮，此时控制器开始采集气压和电压数据。

6.打开控制器2的箱体上的气泵电源按钮，气泵通电。按压控制器上的加压按钮，控制气泵向压力缸1内充气，并调节气压压力，施加第一级荷载50kPa。

7.逐级增加荷载至传感器量程为止，完成标定工作。

8.打开气泵的泄压阀，将压力缸1内的气压卸载至0kPa。

9.选定对应所要输出的传感器通道，按打印按钮，将此通道传感器的电压和气压的数值及电压气压的对应关系图打印在纸上。

对于孔隙水压力传感器：

1.打开控制器总电源。

2.将待测的孔隙水压力传感器公插头与安装板10上的母插头4对插起来，待控制器2的显示屏有初始读数出现，说明通讯建立完毕。如此重复，将所需标定的传感器逐一与控制器接通。

3.将所有孔隙水压力传感器的测试部穿过多孔放置板7的圆孔，并使测量部没入水中，将传感器线束置于多孔放置板7之上。

4.将安装板10嵌入压力缸1，并将盖板101放在压力缸1之上，对准螺栓孔，用螺栓将盖板101和压力缸1紧固起来，形成压力缸1内部密封环境。

5.按压数据采集按钮，此时控制器开始采集气压和电压数据。

6.打开控制器2的箱体上的气泵电源按钮，气泵通电。按压控制器上的加压按钮，控制气泵向压力缸1内充气，并调节气压压力，施加第一级荷载50kPa。

7.逐级增加荷载至传感器量程为止，完成标定工作。

8.打开气泵的泄压阀，将压力缸1内的气压卸载至0kPa。

9.选定对应所要输出的传感器通道，按打印按钮，将此通道传感器的电压和气压的数值及电压气压的对应关系图打印在纸上。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

设计图

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