Vaisala氣壓計(jì)PTB330的配置及校準(zhǔn)

張英華

【摘 要】介紹了Vaisala生產(chǎn)的PTB330系列數(shù)字氣壓計(jì)的測量原理及配置所需要的設(shè)備及配置方法以及氣壓計(jì)校準(zhǔn)的原理及校準(zhǔn)方法。

【關(guān)鍵詞】氣壓傳感器;配置;校準(zhǔn);修正值

中圖分類號： TP212文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 2095-2457（2019）17-0048-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.023

The Configuration and Calibration of PTB330 Series Digital Barometers Produced by Vaisala

ZHANG Ying-hua

（Equipment office of weather，Yunnan Branch of Air Traffic Management Bureau， Kunming Yunnan 650200，China）

【Abstract】This article introduced the measure principle，the configuration equipment and methods as well as the principle and calibration method of PTB330 series digital barometers.

【Key words】Barometric pressure sensor;Configuration;Calibration;Correction value

1 ?工作原理及測量參數(shù)

Vaisala BAROCAP 數(shù)字氣壓計(jì) PTB330 具有可靠的壓力測量功能，適用于各種環(huán)境。可以選用 RS-232 （標(biāo)準(zhǔn)）或 RS-422/485（可選）數(shù)字輸出。也可以選擇電流或者可選的電壓作為模擬輸出。此外，還有一個本地圖形顯示屏。PTB330 氣壓計(jì)配有一個、兩個或三個氣壓計(jì)模塊。本氣壓計(jì)可以成功地用于在室溫條件下精確測量壓力和要求苛刻的自動氣象站。表一介紹了PTB330 測量和計(jì)算的參數(shù)[1]。

PTB330系列氣壓計(jì)使用Vaisala開發(fā)的BAROCAP 硅電容絕對壓力傳感器進(jìn)行大氣壓測量。BAROCAP傳感器具有卓越的滯后性和重復(fù)性，溫度依賴性低，并具有良好的長久穩(wěn)定性。BAROCAP傳感器非常耐用，可抵抗機(jī)械和熱沖擊。PTB330系列數(shù)字氣壓計(jì)的測量原理基于高級RC震蕩器和基準(zhǔn)電容器，并據(jù)此持續(xù)測量電容性壓力傳感器。氣壓計(jì)的微處理器會針對壓力線性和溫度依賴性進(jìn)行補(bǔ)償。

2 調(diào)整時(shí)需要的設(shè)備

電腦1臺，必須有1個RS-232串行口;12V直流穩(wěn)壓電源1臺;RS-232串口通信電纜1根。將氣壓傳感器的RS-232接口的信號輸出、傳感器的供電（本傳感器加電12VDC）分別與計(jì)算串口、穩(wěn)壓電源的電壓輸出相連接[2]。沒串口的電腦需要一根USB轉(zhuǎn)串口的線纜，并要安裝相應(yīng)的驅(qū)動程序。PTB330的串口輸出引腳如表2所示。

連接PTB330時(shí)，只需用到2、3、5引腳（通信）7、9引腳（供電）。在終端電腦上打開超級終端軟件，或者類似的串口通信程序。按照PTB330的最初配置9600 N 8 1。配置好之后連接PTB330，一旦PTB330加電即可，獲得PTB330的版本信息及輸出數(shù)據(jù)。此外，PTB330還有一個專門用來配置的服務(wù)端口，需要一根專用的維護(hù)線（附件代碼19446ZZ），通信參數(shù)為：19200 N 8 1。使用這個端口需要打開PTB330的后蓋板。兩種方法選擇一種即可配置和校準(zhǔn)PTB330，用戶任選其一。

3 PTB330的配置

連接上PTB330之后，鍵入s，并回車，可以停止PTB330的運(yùn)行。鍵入r，并回車可以啟動PTB330運(yùn)行。鍵入？并回車，可以查看當(dāng)前PTB330的配置參數(shù)。PTB330可以依據(jù)用戶的需求輸出對應(yīng)的氣壓數(shù)據(jù)，需要用到FROM指令。用戶可以參照PTB330用戶手冊中的例子，嘗試使用PTB330的操作指令。熟悉指令的功能之后，便可以按需配置PTB330氣壓計(jì)。

4 PTB330的校準(zhǔn)

用戶可以選擇簡單單點(diǎn)偏移或偏移和增益兩點(diǎn)調(diào)整，并使用LCP命令調(diào)整氣壓計(jì)模塊。MPCP命令用于最多八個壓力級別的更復(fù)雜的多點(diǎn)校正功能。試圖重新調(diào)整氣壓計(jì)模塊之前，先檢查變送器當(dāng)前使用的線性校正方式。由于輸入新線性校正時(shí)以前的線性校正將消失，因此用戶決定使用新線性校正時(shí)必須考慮以前的線性校正[3]。氣壓計(jì)模塊P1的調(diào)整和校準(zhǔn)命令如表3所示。

在進(jìn)行調(diào)整和校準(zhǔn)之前，調(diào)整模式必須可用。帶有指示燈LED的調(diào)整按鈕位于主板的左上角。以下是打開調(diào)整模式的步驟。

（1）打開氣壓計(jì)頂蓋。

（2）按ADJ按鈕?，F(xiàn)在，調(diào)整模式可用。紅色的指示燈LED打開。

（3）再次按ADJ按鈕鎖定調(diào)整模式。紅色指示燈LED關(guān)閉。

PTB330修正誤差的原理，簡單來說，比如當(dāng)實(shí)際氣壓是700HPa，但是當(dāng)前的氣壓計(jì)的度數(shù)是700.4HPa;當(dāng)實(shí)際氣壓是800HPa，但是當(dāng)前的氣壓計(jì)的度數(shù)是800.6HPa;那么在氣壓值是700.4HPa的時(shí)候，輸出的氣壓值減去0.4HPa的修正值就可以，750.5的時(shí)候減去0.5HPa的修正值就可以，800.6HPa的時(shí)候減去0.6HPa的修正值就好;不在校準(zhǔn)點(diǎn)的修正值采用線性插值的辦法獲得。此外還需要一個標(biāo)準(zhǔn)氣壓源，能夠提供500HPa—1100HPa區(qū)間準(zhǔn)確的氣壓值;依據(jù)氣壓計(jì)實(shí)際讀數(shù)與標(biāo)準(zhǔn)氣壓源設(shè)定值之間的差記錄為修正值;將標(biāo)準(zhǔn)氣壓源設(shè)定值與對應(yīng)的修正值存入PTB300內(nèi)存中即完成校準(zhǔn)的過程。校準(zhǔn)可以采用單點(diǎn)校準(zhǔn)或者多點(diǎn)校準(zhǔn)方式進(jìn)行。這里主要說明多點(diǎn)校準(zhǔn)的模式。在多點(diǎn)校準(zhǔn)的模式中，修正值的處理有兩種方法。其一是在已有的修正值的基礎(chǔ)上來做修正，這樣做有些繞，比如在800Hpa這個測量點(diǎn)原有的修正值為-0.02Hpa，現(xiàn)在實(shí)際輸出為800.02Hpa，那么你現(xiàn)在有個設(shè)置的修正量其實(shí)應(yīng)該是0.04Hpa。也就是PTB330的實(shí)際讀數(shù)需要輸入800.04Hpa。其二是先將原來的修正值清零，清零的指令為LCP1 OFF/MPCP1 OFF分別對應(yīng)線性校準(zhǔn)參數(shù)清零和多點(diǎn)校準(zhǔn)參數(shù)清零。這樣就省去了計(jì)算修正量的步驟。

5 結(jié)束語

Vaisala PTB330系列數(shù)字氣壓表集成度高，操作模式簡單，調(diào)整和校正方便，而且具有氣壓測量精度高和使用環(huán)境溫度寬的特點(diǎn)，能充分滿足航空氣象測量的要求。掌握PTB330氣壓計(jì)的配置及校準(zhǔn)方法能夠在實(shí)際應(yīng)用中充分發(fā)揮PTB330的功能特點(diǎn)。

【參考文獻(xiàn)】

[1]Vaisala BAROCAP Digital Barometer PTB330 USERS GUIDE.

[2]孫嫣，邊文超.PTB220氣壓傳感器調(diào)整方法的補(bǔ)充氣象水文海洋儀器，2007（3）.

[3]胡凡，陳正一.PTB220系列數(shù)字氣壓表的原理與應(yīng)用氣象水文海洋儀器，2008（2）.