CN118654811A - 一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，涉及压力传感器压力测试技术领域，解决了现有技术中，无法对压力传感器进行动态特性分析和静态特性分析，不能够确保压力传感器的运行效率的技术问题，具体为数据采集环境分析单元对压力测试过程中压力传感器数据采集环境进行分析；数据采集环境分析正常后，静态特性检测单元对压力传感器进行静态特性检测，采集到静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据，并根据对应设定阈值比较以判断静态特性检测是否合格，静态特性检测正常后，动态特性检测单元对压力传感器进行动态特性检测，获取到动灵敏数据和谐振数据，并根据阈值比较以判断动态特性是否合格。

Description

一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统

技术领域

本发明涉及压力传感器压力测试技术领域，具体为一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统。

背景技术

压力传感器是工业实践中最为常用的一种传感器，其广泛应用于各种工业自控环境，涉及水利水电、铁路交通、智能建筑、生产自控、航空航天、军工、石化、油井、电力、船舶、机床、管道等众多行业。

但是在现有技术中，压力传感器使用时无法对压力测试环境进行数据分析，以至于数据采集环境无法确保合格，降低了压力测试准确性，同时无法对压力传感器进行动态特性分析和静态特性分析，不能够确保压力传感器的运行效率，造成压力传感器测试效果差且不能够准确采集压力数值。

针对上述的技术缺陷，现提出一种解决方案。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述提出的问题，而提出一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，包括压力测试平台，压力测试平台通讯连接有数据采集环境分析单元、静态特性检测单元、动态特性检测单元以及压力测试分析单元；

数据采集环境分析单元对压力测试过程中压力传感器数据采集环境进行分析，将压力传感器的数据采集时间段设定为采集时段，获取到采集时段内环境分析数据，根据公式得到数据采集环境分析系数，并根据数据采集环境分析系数阈值比较以判断数据采集环境是否正常；

数据采集环境分析正常后，静态特性检测单元对压力传感器进行静态特性检测，采集到静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据，并根据对应设定阈值比较以判断静态特性检测是否合格，静态特性检测正常后，动态特性检测单元对压力传感器进行动态特性检测，获取到动灵敏数据和谐振数据，并根据阈值比较以判断动态特性是否合格；压力测试分析单元对压力传感器进行压力测试分析。

作为本发明的一种优选实施方式，环境分析数据包括采集时段内压力传感器应用场景环境中温度处于设定温度区间的持续时长与温度未处于设定温度区域的持续时长对应时长比值、采集时段内温度处于设定温度区间持续时长中实时温度数值与临界数值的最大间隔值的平均数、采集时段内温度未处于设定温度区域持续时长中实时温度数值与临界数值的超过温度峰值。

作为本发明的一种优选实施方式，若压力传感器数据采集环境分析系数超过数据采集环境分析系数阈值，则生成环境异常信号；

若压力传感器数据采集环境分析系数未超过数据采集环境分析系数阈值，则生成环境正常信号。

作为本发明的一种优选实施方式，静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据分别为静态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长、静态时段内压力传感器输入量与输出量循环产生时同周期添加输入量后输出量完成显示耗时平均浮动量，以及在输出量完成显示耗时出现浮动后相邻周期添加输入量后输出量二次出现耗时浮动的概率。

作为本发明的一种优选实施方式，若静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据中任一数据数值超过设定阈值，则生成静态特性异常信号；

若静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据中任一数据数值未超过设定阈值，则生成静态特性正常信号。

作为本发明的一种优选实施方式，动灵敏数据和谐振数据分别为动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长、动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度。

作为本发明的一种优选实施方式，若动灵敏数据超过动态缓冲时长阈值，或者谐振数据超过峰值增加跨度阈值，则生成动态特性异常信号；

若动灵敏数据未超过动态缓冲时长阈值，且谐振数据未超过峰值增加跨度阈值，则，生成动态特性正常信号并将动态特性正常信号发送至压力测试平台。

作为本发明的一种优选实施方式，压力测试分析过程如下：

获取到压力传感器的交替数据和趋势数据，且交替数据和趋势数据分别为测试时段内静态时段和动态时段交替时压力传感器的静灵敏数据和动灵敏数据对应时长数值累计增加总量、测试时段中静态时段内静灵敏数据与动态时段内动灵敏数据对应数值同增长趋势的时长总占比。

作为本发明的一种优选实施方式，若交替数据超过累计增加量阈值，或者趋势数据超过时长总占比阈值，则生成压力测试高风险信号；

若交替数据未超过累计增加量阈值，且趋势数据未超过时长总占比阈值，则生成压力测试低风险信号。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明中，对压力测试过程中压力传感器数据采集环境进行分析，判断压力传感器数据采集环境是否满足实际需求，从而提高了压力传感器压力测试准确性，避免数据采集环境异常造成压力传感器测试出现偏差，影响测试分析结果；对压力传感器进行静态特性检测，在压力传感器的测量随着时间变化缓慢时进行压力传感器特性分析，提高了压力传感器压力测试准确性，确保压力传感器的运行效率和运行稳定性，增强了压力传感器的测量精准度。

2、本发明中，对压力传感器进行动态时段检测，判断压力传感器处于动态时段内压力测试性能是否合格，从而保证压力传感器在静态和动态两种状态下测试性能均能满足需求，以保证压力传感器的运行效率，提高了压力传感器测试合格率；对压力传感器进行压力测试分析，确保压力传感器性能合格的前提下进行压力测试分析，以判断压力传感器在当前监测环境下是否满足实际压力测试需求，也能够根据实际监测过程进行压力数据采集选取，保证压力数据的真实性和有效性。

附图说明

为了便于本领域技术人员理解，下面结合附图对本发明作进一步的说明。

图1为本发明的原理框图；

图2为本发明中信号传输流程图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

请参阅图1所示，一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，包括压力测试平台，压力测试平台通讯连接有数据采集环境分析单元、静态特性检测单元、动态特性检测单元以及压力测试分析单元；

参阅图1－图2，本系统采用多检测工位方式，对压力传感器进行压力测试，进一步检测压力传感器的运行性能，提高了压力传感器的运行效率；

压力测试平台生成数据采集环境分析信号并将数据采集环境分析信号发送至数据采集环境分析单元，数据采集环境分析单元接收到数据采集环境分析信号后，对压力测试过程中压力传感器数据采集环境进行分析，判断压力传感器数据采集环境是否满足实际需求，从而提高了压力传感器压力测试准确性，避免数据采集环境异常造成压力传感器测试出现偏差，影响测试分析结果；

将压力传感器的数据采集时间段设定为采集时段，获取到采集时段内压力传感器应用场景环境中温度处于设定温度区间的持续时长与温度未处于设定温度区域的持续时长对应时长比值，并将采集时段内压力传感器应用场景环境中温度处于设定温度区间的持续时长与温度未处于设定温度区域的持续时长对应时长比值标记为SCB；获取到采集时段内温度处于设定温度区间持续时长中实时温度数值与临界数值的最大间隔值的平均数，同时获取到采集时段内温度未处于设定温度区域持续时长中实时温度数值与临界数值的超过温度峰值，并将采集时段内温度处于设定温度区间持续时长中实时温度数值与临界数值的最大间隔值的平均数、采集时段内温度未处于设定温度区域持续时长中实时温度数值与临界数值的超过温度峰值分别标记为WJP和CWF；

将完成标记的采集数据统一标记为环境分析数据，并将上述采集数据代入公式获取到压力传感器数据采集环境分析系数，公式为，其中，G为压力传感器数据采集环境分析系数，fda1、fda2以及fda3分别为时长比值、最大间隔值的平均数以及超过温度峰值的预设比例系数，π为自然常数，β作为误差修正因子，取值为1.12；

将压力传感器数据采集环境分析系数与数据采集环境分析系数阈值进行比较：

若压力传感器数据采集环境分析系数超过数据采集环境分析系数阈值，则判定压力传感器数据采集环境分析不合格，生成环境异常信号并将环境异常信号发送至压力测试平台，压力测试平台停止数据采集并对采集环境进行调整，且调整后通过数据采集环境分析继续进行压力传感器数据采集；

若压力传感器数据采集环境分析系数未超过数据采集环境分析系数阈值，则判定压力传感器数据采集环境分析合格，生成环境正常信号并将环境正常信号发送至压力测试平台；

压力测试平台接收到环境正常信号后，生成静态特性检测信号并将静态特性检测信号发送至静态特性检测单元，静态特性检测单元接收到静态特性检测信号后，对压力传感器进行静态特性检测，在压力传感器的测量随着时间变化缓慢时进行压力传感器特性分析，提高了压力传感器压力测试准确性，确保压力传感器的运行效率和运行稳定性，增强了压力传感器的测量精准度；

获取到压力传感器的测试时段，并将测试时段划分为静态时段和动态时段两个部分，其中，静态时段表示为实时测试时段内压力传感器测试频率低于设定频率阈值且随着时间持续下降，动态时段表示为实时测试时段内压力传感器频率高于设定频率阈值且持续高于设定频率阈值；设定频率阈值通过压力传感器历史测试时段进行设定，且在实际设定时结合压力传感器的额定参数，实时改动设定频率阈值；

在静态时段内对压力传感器进行输出量和输入量采集，即输出量和输入量表示为压力传感器的承受压力值和显示压力值；获取到静态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长，并将静态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长标记为静灵敏数据；获取到静态时段内压力传感器输入量与输出量循环产生时同周期添加输入量后输出量完成显示耗时平均浮动量，以及在输出量完成显示耗时出现浮动后相邻周期添加输入量后输出量二次出现耗时浮动的概率，并将静态时段内压力传感器输入量与输出量循环产生时同周期添加输入量后输出量完成显示耗时平均浮动量，以及在输出量完成显示耗时出现浮动后相邻周期添加输入量后输出量二次出现耗时浮动的概率分别标记为迟滞数据和重复性数据；

将静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据设定数值阈值，且设定阈值分别为静态缓冲时长阈值、耗时平均浮动量阈值以及二次出现耗时浮动概率阈值；

若静态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长超过静态缓冲时长阈值、静态时段内压力传感器输入量与输出量循环产生时同周期添加输入量后输出量完成显示耗时平均浮动量超过耗时平均浮动量阈值、在输出量完成显示耗时出现浮动后相邻周期添加输入量后输出量二次出现耗时浮动的概率超过二次出现耗时浮动概率阈值，上述任一情形出现时，则生成静态特性异常信号并将静态特性异常信号发送至压力测试平台，压力测试平台对压力传感器进行内部元件检测并进行调试；

若静态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长超过静态缓冲时长阈值、静态时段内压力传感器输入量与输出量循环产生时同周期添加输入量后输出量完成显示耗时平均浮动量超过耗时平均浮动量阈值、在输出量完成显示耗时出现浮动后相邻周期添加输入量后输出量二次出现耗时浮动的概率超过二次出现耗时浮动概率阈值，上述任一情形均未出现时，则生成静态特性正常信号并将静态特性正常信号发送至压力测试平台；

压力测试平台接收到静态特性正常信号后，生成动态特性检测信号并将动态特性检测信号发送至动态特性检测单元，动态特性检测单元接收到动态特性检测信号后，对压力传感器进行动态时段检测，判断压力传感器处于动态时段内压力测试性能是否合格，从而保证压力传感器在静态和动态两种状态下测试性能均能满足需求，以保证压力传感器的运行效率，提高了压力传感器测试合格率；

获取到动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长，并将动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长标记为动灵敏数据，获取到动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度，并将动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度标记为谐振数据；

将动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长、动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度分别与动态缓冲时长阈值和峰值增加跨度阈值进行比较：

若动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长超过动态缓冲时长阈值，或者动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度超过峰值增加跨度阈值，则判定动态时段内压力传感器特性检测异常，生成动态特性异常信号并将动态特性异常信号发送至压力测试平台，压力测试平台接收到动态特性异常信号后，对压力传感器内部元件进行更换同时根据压力传感器内部元件规格进行测试场景筛选设定；

若动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长未超过动态缓冲时长阈值，且动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度未超过峰值增加跨度阈值，则判定动态时段内压力传感器特性检测正常，生成动态特性正常信号并将动态特性正常信号发送至压力测试平台；

压力测试平台生成压力测试分析信号并将压力测试分析信号发送至压力测试分析单元，压力测试分析单元接收到压力测试分析信号后，对压力传感器进行压力测试分析，确保压力传感器性能合格的前提下进行压力测试分析，以判断压力传感器在当前监测环境下是否满足实际压力测试需求，也能够根据实际监测过程进行压力数据采集选取，保证压力数据的真实性和有效性；

获取到测试时段内静态时段和动态时段交替时压力传感器的静灵敏数据和动灵敏数据对应时长数值累计增加总量，同时获取到测试时段中静态时段内静灵敏数据与动态时段内动灵敏数据对应数值同增长趋势的时长总占比，并将测试时段内静态时段和动态时段交替时压力传感器的静灵敏数据和动灵敏数据对应时长数值累计增加总量、测试时段中静态时段内静灵敏数据与动态时段内动灵敏数据对应数值同增长趋势的时长总占比分别标记为交替数据和趋势数据，且分别与累计增加量阈值和时长总占比阈值进行比较：

若测试时段内静态时段和动态时段交替时压力传感器的静灵敏数据和动灵敏数据对应时长数值累计增加总量超过累计增加量阈值，或者测试时段中静态时段内静灵敏数据与动态时段内动灵敏数据对应数值同增长趋势的时长总占比超过时长总占比阈值，则判定测试时段内压力测试分析异常，生成压力测试高风险信号并将压力测试高风险信号发送至压力测试平台，压力测试平台接收到压力测试高风险信号后，对已完成测试的数据进行交替时刻数据剔除，即静态时段和动态时段交替时刻的采集压力值不作为采集数值，同时对静态时段和动态时段进行压力峰值和谷值剔除且求均值，并对静态时段和动态时段内压力数值与均值的偏差超过设定偏差值的压力数值也不作为采集数值；

若测试时段内静态时段和动态时段交替时压力传感器的静灵敏数据和动灵敏数据对应时长数值累计增加总量未超过累计增加量阈值，且测试时段中静态时段内静灵敏数据与动态时段内动灵敏数据对应数值同增长趋势的时长总占比未超过时长总占比阈值，则判定测试时段内压力测试分析正常，生成压力测试低风险信号并将压力测试低风险信号发送至压力测试平台，压力测试平台接收到压力测试低风险信号后，将当前测试时段所有时刻的采集压力值均作为采集数值。

上述公式均是采集大量数据进行软件模拟得出且选取与真实值接近的一个公式，公式中的系数是由本领域技术人员根据实际情况进行设置；

本发明在使用时，数据采集环境分析单元对压力测试过程中压力传感器数据采集环境进行分析，将压力传感器的数据采集时间段设定为采集时段，获取到采集时段内环境分析数据，根据公式得到数据采集环境分析系数，并根据数据采集环境分析系数阈值比较以判断数据采集环境是否正常；数据采集环境分析正常后，静态特性检测单元对压力传感器进行静态特性检测，采集到静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据，并根据对应设定阈值比较以判断静态特性检测是否合格，静态特性检测正常后，动态特性检测单元对压力传感器进行动态特性检测，获取到动灵敏数据和谐振数据，并根据阈值比较以判断动态特性是否合格；压力测试分析单元对压力传感器进行压力测试分析。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (5)

1.一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，其特征在于，包括压力测试平台，压力测试平台通讯连接有数据采集环境分析单元、静态特性检测单元、动态特性检测单元以及压力测试分析单元；

数据采集环境分析单元对压力测试过程中压力传感器数据采集环境进行分析，将压力传感器的数据采集时间段设定为采集时段，获取到采集时段内压力传感器应用场景环境中温度处于设定温度区间的持续时长与温度未处于设定温度区域的持续时长对应时长比值，并将采集时段内压力传感器应用场景环境中温度处于设定温度区间的持续时长与温度未处于设定温度区域的持续时长对应时长比值标记为SCB；获取到采集时段内温度处于设定温度区间持续时长中实时温度数值与临界数值的最大间隔值的平均数，同时获取到采集时段内温度未处于设定温度区域持续时长中实时温度数值与临界数值的超过温度峰值，并将采集时段内温度处于设定温度区间持续时长中实时温度数值与临界数值的最大间隔值的平均数、采集时段内温度未处于设定温度区域持续时长中实时温度数值与临界数值的超过温度峰值分别标记为WJP和CWF；

将完成标记的采集数据统一标记为环境分析数据，并将上述采集数据代入公式获取到压力传感器数据采集环境分析系数，公式为，其中，G为压力传感器数据采集环境分析系数，fda1、fda2以及fda3分别为时长比值、最大间隔值的平均数以及超过温度峰值的预设比例系数，π为自然常数，β作为误差修正因子，取值为1.12；

将压力传感器数据采集环境分析系数与数据采集环境分析系数阈值进行比较：

若压力传感器数据采集环境分析系数超过数据采集环境分析系数阈值，则生成环境异常信号；

若压力传感器数据采集环境分析系数未超过数据采集环境分析系数阈值，则生成环境正常信号；

数据采集环境分析正常后，静态特性检测单元对压力传感器进行静态特性检测，采集到静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据，并根据对应设定阈值比较以判断静态特性检测是否合格，静态特性检测正常后，动态特性检测单元对压力传感器进行动态特性检测，获取到动灵敏数据和谐振数据，并根据阈值比较以判断动态特性是否合格；压力测试分析单元对压力传感器进行压力测试分析；

静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据分别为静态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长、静态时段内压力传感器输入量与输出量循环产生时同周期添加输入量后输出量完成显示耗时平均浮动量，以及在输出量完成显示耗时出现浮动后相邻周期添加输入量后输出量二次出现耗时浮动的概率；

若静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据中任一数据数值超过设定阈值，则生成静态特性异常信号；

若静灵敏数据、迟滞数据和重复性数据中任一数据数值未超过设定阈值，则生成静态特性正常信号。

2.根据权利要求1所述的一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，其特征在于，动灵敏数据和谐振数据分别为动态时段内压力传感器输入量产生后输出量完成显示的缓冲时长、动态时段内压力传感器当前谐振频率下电压数值往复浮动的峰值增加跨度。

3.根据权利要求2所述的一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，其特征在于，若动灵敏数据超过动态缓冲时长阈值，或者谐振数据超过峰值增加跨度阈值，则生成动态特性异常信号；

若动灵敏数据未超过动态缓冲时长阈值，且谐振数据未超过峰值增加跨度阈值，则，生成动态特性正常信号并将动态特性正常信号发送至压力测试平台。

4.根据权利要求1所述的一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，其特征在于，压力测试分析过程如下：

获取到压力传感器的交替数据和趋势数据，且交替数据和趋势数据分别为测试时段内静态时段和动态时段交替时压力传感器的静灵敏数据和动灵敏数据对应时长数值累计增加总量、测试时段中静态时段内静灵敏数据与动态时段内动灵敏数据对应数值同增长趋势的时长总占比。

5.根据权利要求4所述的一种带有多检测工位的压力传感器压力测试系统，其特征在于，若交替数据超过累计增加量阈值，或者趋势数据超过时长总占比阈值，则生成压力测试高风险信号；

若交替数据未超过累计增加量阈值，且趋势数据未超过时长总占比阈值，则生成压力测试低风险信号。