DPS816B型大气压力传感器校准及测量不确定度评定

【摘要】DPS816B型大气压力传感器因其精度高、稳定性好，广泛应用于工业生产及航空航天等领域。本文参照JJG 875—2019《数字压力计》检定规程，设计了一种用于DPS816B型大气压力传感器的校准模型，考虑传感器与校准系统之间的通信方式，对传感器输出数据进行采集，计算示值误差并建立不确定度的测量模型，评定包含因子k=2时传感器测量结果的不确定度。

【关键词】大气压力传感器；校准；不确定度

【DOI编码】10.3969/j.issn.1674-4977.2024.06.083

Calibration and Measurement Uncertainty Evaluation of DPS816B Atmospheric Pressure Sensor

MENG Yizhe， SUN Jinchen， ZHANG Yuhan， YU Qingping， WU Yanni， TAO Jialu

（Liaoning Institute of Metrology， Shenyang 110004， China）

Abstract： DPS816B atmospheric pressure sensor is widely used in industrial production， aerospace and other fields because of its high precision and good stability. According to the verification regulation of JJG 875—2019 Digital Pressure Gauges， a calibration model for DPS816B atmospheric pressure sensor is proposed in this paper. Considering the communication mode between the sensor and the calibration system， the output data of the sensor is collected， the error of the indication value is calculated， and the measurement model of the uncertainty is established， and the uncertainty of the measurement result of the sensor is evaluated when the factor k=2 is included.

Keywords： atmospheric pressure sensor； calibration； uncertainty

0引言

传感器作为现代科技前沿技术的产物，不仅是现代信息技术的重要支柱，也是衡量国家在高精尖技术领域领先的重要标志。传感器技术的发展对国家自动化产业的发展具有重要推动作用，并对国家工业建设产生深远影响。尽管中国市场的传感器发展迅猛，但其技术水平与世界先进水平相比仍有很大的提升空间。

DPS816B型大气压力传感器是基于TERPS（沟槽刻蚀谐振压力传感器）技术研发的高精度压力传感器产品。相比于现有的压力测量技术，其测量精度更高，稳定性和可靠性更好，在矿山开采、交通运输及装备制造等行业发挥着重要作用。为保证压力传感器在关键领域中的应用能够保持稳定和准确，笔者参照JJG 875—2019《数字压力计》检定规程，对DPS816B型大气压力传感器建立校准模型，实现传感器的校准及测量不确定度评定。

1校准模型

压力传感器的校准是在标准装置作用下对传感器输出的电压或电流信号进行采集和调节。由于DPS816B型大气压力传感器采用RS232作为通信端口，输出量并非常规的电压或电流，因而无法按照常规校准流程对传感器进行校准。

1.1测量原理

参照JJG 875—2019《数字压力计》检定规程，将传感器、标准装置与计算机通过串行连接的方式组成校准系统，通过计算机对传感器R232端口数据的读取，实现相关数据的采集与调节，从而完成传感器的校准。图1～图4为大气压力传感器及其校准配件。

1.2通信方式

根据DPS816B型大气压力传感器的测量原理，传感器通过RS232端口与计算机MOXA端口进行通信，因此需要对计算机设备串口进行调试。

按照端口串行通信协议，对采集数据的数据格式、同步方式、传送速度、传送步骤、纠错方式以及控制字符定义等作出统一规定。设置端口号为COM11，数据位长度为8，停止位长度为1，奇偶校验位为无校验，波特率为9600。完成通信串口设置后，计算机会每间隔1 s自动采集1个数据。

1.3校准项目和方法

结合大气压力传感器的实际应用情况，对大气压力传感器示值误差进行校准。本次使用的标准器是由上一级数字压力计通过比较法直接对下一级数字压力计进行校准。标准数字压力计采用0.01级数字压力控制器，被校数字压力计采用DPS816B型大气压力传感器。由标准数字压力计产生标准压力，对DPS816B型大气压力传感器的75～115 kPa量程进行校准。在整个压力量程范围内均匀选取5个压力点并进行了1个循环校准（具体示值见表1），然后按照下式计算每个点的示值误差。

2不确定度评定

2.1评定依据

3结束语

评定过程中将各输入量引入的不确定度进行合成，取包含概率p = 95%，k = 2，则95 kPa压力点处的相对扩展不确定度为Urel = 0.03%。

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【作者简介】

孟一喆，男，1993年出生，工程师，学士，研究方向为压力计量。

（编辑：李加鹏）