智能变送器的多量程设定方法

专利2025-01-05  20



1.本发明涉及压力变送器的技术领域,特别是涉及一种智能变送器的多量程设定方法。


背景技术:

2.压力变送器是工业生产中常用的一种传感器仪器,其广泛地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。具体来将讲,压力变送器对待测介质或工件的压力进行检测,并将压力信息转换成电信号进行显示并传送至远处的监测或控制设备。
3.在实际测量过程中,为了实现精确测量,需要测量的压力应接近于压力变送器的标准额定值。由此,在某一个监测或者控制设备中,需要对多处压力值进行测量时,若每一处的压力值差异很大,此时则无法当需要由小压力值的测量切换至大压力值的测量时,就需要更换一个大量程的压力变送器,极大地增加了使用成本。


技术实现要素:

4.基于此,有必要提供一种能够在一个传感器上设置多种量程比的智能变送器的多量程设定方法。
5.一种智能变送器的多量程设定方法,压力变送器包括处理器、压力传感器、量程按键及存储器,所述处理器分别与所述压力传感器、所述量程按键及所述存储器连接,所述智能变送器的多量程设定方法包括步骤:
6.多次获取对所述量程按键进行按压操作后生成的按压次数信息;多次获取的所述按压次数信息中的按压次数不同;
7.每获取一个所述按压次数信息后,向所述压力传感器依次施加一组数值不同的标准压力,并获取施加在所述压力传感器上的一组标准压力信息;
8.根据施加在所述压力传感器上的一组标准压力,获得所述压力传感器输出的一组电流信息;所述一组电流信息中的每个电流均在预设数值范围内;
9.获取一次所述按压次数信息后,将所述按压次数信息、一组所述标准压力信息及一组所述电流信息保存至所述存储器的预设存储单元。
10.在其中一些实施例中,所述一组标准压力包括多个数值依次增大的标准压力。
11.在其中一些实施例中,任意相邻的两个所述标准压力之间的数值之差为预设值。
12.在其中一些实施例中,所述一组标准压力包括多个标准压力;
13.多个所述标准压力的压力值依次为0兆帕、10兆帕、20兆帕、30兆帕、40兆帕、50兆帕、60兆帕;或
14.多个所述标准压力的压力值依次为0兆帕、5兆帕、10兆帕、15兆帕、20兆帕、25兆帕、30兆帕;或
15.多个所述标准压力的压力值依次为0兆帕、1兆帕、2兆帕、3兆帕、4兆帕、5兆帕、6兆
帕。
16.在其中一些实施例中,所述电流信息中的每个电流的数值均在4毫安至20毫安的范围内。
17.在其中一些实施例中,每向所述压力传感器施加一组标准压力后,获得所述压力传感器输出的一组电流信息的步骤包括:
18.每向所述压力传感器施加一组标准压力后,获取所述压力传感器输出的一组初始电流信息;
19.对所述初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组所述电流信息。
20.在其中一些实施例中,每向所述压力传感器施加一组标准压力后,获取所述压力传感器输出的一组初始电流信息的步骤包括:
21.每获取一次所述按压次数信息后,对所述压力传感器分别进行预设次数的施加一组标准压力操作,以获得所述压力传感器输出的多组输出电流信息;
22.计算每个标准压力对应的多个所述输出电流的平均值,以获得一组初始电流信息。
23.在其中一些实施例中,对所述初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组电流信息的步骤为:
24.根据最小二乘法对一组初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组电流信息。
25.在其中一些实施例中,利用压力源对所述压力传感器依次施加数值不同的一组标准压力值。
26.智能变送器的多量程设定方法用于为压力变送器设置多个不同的量程,每对量程按键进行一个按压操作之后,压力传感器就会受到一组数值不同的标准压力,从而可获得压力传感器输出的一组电流信息,其中电流信息中的每个电流对应一组标准压力中的一个标准压力,将按压次数信息、一组电流信息和一组标准压力信息保存在存储器的预设单元中,实现一个量程的设置;如此进行多次对量程按键进行按压操作之后,向压力传感器施加不同的多组标准压力,以在存储器的不同预设单元中分别保存由按压次数信息,与按压次数信息对应的标准压力信息、体液按压次数信息对应的电流信息组成的多组量程数据,实现多个不同量程的设置。在实际使用过程中,可通过对量程按键进行不同的按压操作,以将压力变送器切换至不同的量程,从而使得一个压力变送器可实现对不同压力范围的精准测量,有利于使用成本的降低和测量精度的提高。
附图说明
27.图1为本发明一实施例中压力变送器的结构框图;
28.图2为本发明较佳实施例中智能变送器的多量程设定方法的流程示意图;
29.图3为图2所示智能变送器的多量程设定方法中步骤s30的流程示意图;
30.图4为图2所示智能变送器的多量程设定方法中步骤s31的流程示意图。
31.标号说明:100、压力变送器;110、处理器;120、压力传感器;130、量程按键;140、存储器;150、远程用户;160、远程通信装置;170、压力源。
具体实施方式
32.为了便于理解本发明,下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳的实施例。但是,本发明可以以许多不同的形式来实现,并不限于本文所描述的实施例。相反地,提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
33.除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
34.在描述位置关系时,除非另有规定,否则当一元件被指为在另一元件“上”时,其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是,当元件被指为在两个元件“之间”时,其可为两个元件之间的唯一一个,或亦可存在一或多个中间元件。
35.在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下,除非使用了明确的限定用语,例如“仅”、“由
……
组成”等,否则还可以添加另一部件。除非相反地提及,否则单数形式的术语可以包括复数形式,并不能理解为其数量为一个。
36.正如背景技术所述,在压力变送器使用过程中,为了保证精确测量,需要测量的压力应接近于压力变送器的标准额定值,如此在某一个监测或控制设备中,需要对多出压力值进行测量时,若多处压力值差异很大,此时就需要多个不同量程的压力变送器方可实现精确测量,极大地增加了使用成本,若只安装一个大量程的压力变送器,则无法实现对每一处压力值的精确测量。为了使得压力变压器能够兼顾较高的测量精度和较低的使用成本,申请人提出了一种能够为压力变送器设置多个不同量程的智能变送器的多量程设定方法。
37.图1示出了本发明一实施例中压力变送器的结构框图,图2示出了本发明一实施例中智能变送器的多量程设定方法的流程示意图。为了便于说明,附图仅示出了与实施例相关的结构。
38.请参阅图1,本发明较佳实施例中的智能变送器的多量程设定方法,用于为压力变送器100设置多个不同量程比的量程,并保证多个量程之间可自由切换。其中,压力变送器100包括处理器110、压力传感器120、量程按键130及存储器140,处理器110分别与压力传感器120、量程按键130及存储器140连接。压力变送器100的使用过程中,处理器110通过远程通信装置160与远程用户150通信连接,以实现压力变送器100与远程用户150之间的通信连接。
39.请参阅图2,智能变送器的多量程设定方法包括步骤s10至步骤s40。
40.步骤s10,多次获取对量程按键130进行按压操作后生成的按压次数信息。多次获取的按压次数信息中的按压次数不同。具体地,结合到压力变送器100的结构中,量程按键130接收到一个按压操作之后就会生成一个按压次数信息,并将该按压次数信息传递至处理器110。
41.具体地,每个按压次数信息中的按压次数与对应的按压操作中的按压次数相一致,例如当操作人员对量程按键130按压1次时,生成的按压次数信息中的按压次数也为1次;当操作人员对量程按键130按压2次时,生成的按压次数信息中的按压次数就为2次;当操作人员对量程按键130按压3次时,生成的按压次数信息中的按压次数就为3次;以此类
推,当操作人员对量程按键130按压多少次,生成的按压次数信息中的按压次数就是多少次。
42.步骤s20,每获取一个按压次数信息后,向压力传感器120依次施加一组数值不同的标准压力,并获取施加在压力传感器120上的一组标准压力信息。
43.也就是说,传感器130每接收一个按压次数信息之后,就要向压力传感器120依次施加一组数值不同的标准压力,同时处理器110会获取这组标准压力信息。如此获取多少个按压次数信息,对应的就会依次向压力传感器120上施加多少组不同的标准压力。
44.其中,一组数值不同的标准压力包括多个已知压力值的标准压力,其中任意两个标准压力的压力值均不相同。
45.具体地,每获取一个按压次数信息后,利用压力源170向压力传感器120依次施加一组数值不同的标准压力。其中,压力源170用于提供压力来源,并与压力传感器120连接,以在量程设置过程中为压力传感器120提供多个数值不同的标准压力,有利于量程设置精度的提高。
46.步骤s30,根据施加在压力传感器120上的一组标准压力,获得压力传感器120输出的一组电流信息。一组电流信息中的每个电流均在预设数值范围内。
47.具体地,一组电流信息中的每个电流均在4毫安至20毫安的范围内。如此,获取多少个按压次数信息,就会相应地获得多少组电流信息,且每组电流信息中的电流均在4毫安至20毫安的范围内。也就是说,每组电流信息中的任一电流均大于等于4毫安并小于等于20毫安。
48.步骤s40,获取一次按压次数信息后,将按压次数信息、一组标准压力信息及一组电流信息保存在存储器140的一个预设存储单元。
49.如此,每获取一次按压次数信息后,处理器110将该按压次数信息、与该按压次数信息对应的一组标准压力信息和一组电流信息保存在存储器140的一个预设存储单元,以实现一个量程的设置。当然,获取多次按压次数信息后,多个按压次数信息分别保存在存储器140的多个不同的预设单元中。
50.为了便于理解,以下对不同量程对应的量程比、电流、按压次数信息等进行举例说明,详见下表1:
[0051][0052]
表1
[0053]
以下结合表1中的示例数据以及压力变送器100中各结构对多个量程的设置过程进行简单描述:
[0054]
量程比为1:1(即量程为0至60兆帕)的设置过程:按压量程按键130一次,以获得按压次数为1次的按压次数信息;依次向压力传感器120施加一组数值不同的标准压力,此时
压力传感器120就会针对每个标准压力输出对应的电流,处理器110通过计算获得一组电流,并保证电流信息中的每个电流均大于等于4毫安至20毫安;处理将将按压次数信息、该组标准压力信息及该组电流信息保存在存储器140的1040h—107fh存储地址中,至此以在压力变送器100上实现量程比为1:1的设置;
[0055]
量程比为1:10(即量程为0至6兆帕)的设置过程为:按压量程按键130两次,以获得按压次数为2次的按压次数信息;依次向压力传感器120施加另一组数值不同的标准压力,此时压力传感器120就会针对每个标准压力输出对应的电流,处理器110通过计算获得另一组电流,并保证电流信息中的每个电流均大于等于4毫安至20毫安;处理将将按压次数信息、该组标准压力信息及该组电流信息保存在存储器140的1000h—103fh存储地址中,至此以在压力变送器100上实现量程比为1:10的设置;
[0056]
依次类推,可对压力变送器100实现其他量程比的设置。因此,通过执行上述步骤s10至步骤s40可在压力变送器100上设置多个不同的量程。在压力变送器100的使用过程中,可通过按压量程按键130即可实现多个量程之间的自由切换,例如按压一下量程按键130,可将量程切换至0至60兆帕,以满足远程用户150a的使用,按压两下量程按键130,可将压力变送器100的量程切换至0至6兆帕,以满足远程用户150b的使用,以此类推可通过按压量程按键130,以将压力变送器100的量程切换至满足其他远程用户150的使用。
[0057]
由此,上述智能变送器的多量程设定方法,不但可在压力变送器100上设置多个量程,而且还可通过量程按键130实现多个量程之间的自由切换,操作简单方便。而且,根据不同用户的需求,可将压力变送器100切换至合适的量程,以保证精确测量。另外,在同一个压力变送器100上设置多个不同的量程,使得一个压力变送器100可实现对不同压力范围的精准测量,有利于使用成本的降低。因此,上述智能变送器的多量程设定方法的应用,使得压力变送器100能够同时兼顾较低的使用成本和较高的测量精度。
[0058]
在一些实施例中,一组标准压力包括多个数值依次增加的标准压力。也就是说,在对压力变送器100进行量程设置的过程中,对量程按键130进行一个按压操作后,对压力传感器120施加的多个标准压力的数值就会依次增大,从而使得处理器110可根据标准压力的施加顺序及电流的生成顺序在存储器140的预设存储单元中依次保存,以简化量程设置过程中的数据收集。
[0059]
进一步地,在一些实施例中,任意相邻的两个标准压力之间的数值之差为预设值。简单来说,就是后一个标准压力的数值=前一个标准压力的数值+预设值,从而使得一组标准压力的数值形成一组逐渐递增的等差数列,以进一步简化量程设置过程中的数据收集。
[0060]
更进一步地,在一个实施例中,一组标准压力包括多个标准压力。多个标准压力的压力值依次为0兆帕、10兆帕、20兆帕、30兆帕、40兆帕、50兆帕、60兆帕。由此,相邻两个标准压力之间的数值之差为10兆帕。而且,从0兆帕开始施加,每施加一次,给标准压力增加10兆帕。使得每个标准压力的压力值都是10的倍数,更进一步简化了量程设置过程中的数据收集。
[0061]
结合上述表1中的示例数据,通过将多个标准压力的数值依次设置为0兆帕、10兆帕、20兆帕、30兆帕、40兆帕、50兆帕、60兆帕,可实现量程比为1:1(即量程为0至60兆帕)的设置。
[0062]
更进一步地,另一实施例中,一组标准压力包括多个标准压力。多个标准压力的压
力值依次为0兆帕、5兆帕、10兆帕、15兆帕、20兆帕、25兆帕、30兆帕。由此,相邻两个标准压力之间的数值之差为5兆帕。而且,从0兆帕开始施加,每施加一次,给标准压力增加5兆帕。使得每个标准压力的压力值都是5的倍数,更进一步简化了量程设置过程中的数据收集。
[0063]
具体到量程的实际设置过程中,通过将多个标准压力的数值依次设置为0兆帕、5兆帕、10兆帕、15兆帕、20兆帕、25兆帕、30兆帕,可实现量程比为1:5(即量程为0至30兆帕)的设置。
[0064]
更进一步地,再一实施例中,一组标准压力包括多个标准压力。多个标准压力的压力值依次为0兆帕、1兆帕、2兆帕、3兆帕、4兆帕、5兆帕、60兆帕。由此,相邻两个标准压力之间的数值之差为1兆帕。而且,从0兆帕开始施加,每施加一次,给标准压力增加1兆帕。使得每个标准压力的压力值都是1的倍数,更进一步简化了量程设置过程中的数据收集。
[0065]
结合上述表1中的示例数据,通过将多个标准压力的数值依次设置为0兆帕、1兆帕、2兆帕、3兆帕、4兆帕、5兆帕、6兆帕,可实现量程比为1:10(即量程为0至6兆帕)的设置。
[0066]
请一并参阅图3,在一些实施例中,步骤s30包括步骤s31至步骤s32:
[0067]
步骤s31,每向压力传感器120施加一组标准压力后,获取压力传感器120输出的一组初始电流信息。
[0068]
具体地,每向压力传感器120施加一个标准压力,压力传感器120就会相应地输出一个输出电流,直至一组标准压力依次施加完成后,就会获得一组初始电流信息。故而,初始电流为压力传感器120在受到一个标准压力后直接输出的电流,其数值有可能为预设数值范围内的一个数值,也可能为预设数值范围以外的一个数值。
[0069]
请一并参阅图4,具体地,步骤s31包括步骤s311及步骤s312:
[0070]
步骤s311,每获取依次按压次数信息后,对压力传感器120分别进行预设次数的施加一组标准压力操作,以获得压力传感器120输出的多组输出电流信息。
[0071]
即,当对量程按键130进行一个按压操作后,先对压力传感器120施加一组标准压力后获得一组输出电流信息,再重复多次向压力传感器120施加相同的一组标准压力,以获得多组输出电流信息。
[0072]
步骤s312,计算每个标准压力对应的多个输出电流的平均值,以获得一组初始电流信息。
[0073]
具体地,利用处理器110对每个标准压力对应的多个输出电流进行平均值计算,以获得一组初始电流信息。在上述步骤s311中,一组标准压力中的每个标准压力都会对应得到多个输出电流,在步骤s312中对每个标准压力对应的多个输出电流进行平均值计算,以提高输出电流信息中每个输出电流的准确性,由此通过执行步骤s311及步骤s312,可提高量程设置的准确性。
[0074]
步骤s32,对初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组电流信息。
[0075]
具体地,根据最小二乘法对一组初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组电流信息。即,对初始电流信息中的每个初始电流进行最小二乘法计算,以得到一组电流信息,此时电流信息中的多个电流均从4毫安至20毫安变化。
[0076]
具体地,利用处理器110对初始电流信息中的每个初始电流进行最小二乘法计算,以获得一组电流信息。
[0077]
需要说明的是,以预设数值范围为4毫安至20毫安为例,在步骤s31中,获取的初始
电流信息中的最大初始电流小于20毫安,最小初始电流小于4毫安,执行步骤s32以对初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以将每个初始电流校正至大于等于4毫安并小于等于20毫安的范围内,以得到一组电流信息。
[0078]
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
[0079]
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征:
1.一种智能变送器的多量程设定方法,压力变送器包括处理器、压力传感器、量程按键及存储器,所述处理器分别与所述压力传感器、所述量程按键及所述存储器连接,其特征在于,所述智能变送器的多量程设定方法包括步骤:多次获取对所述量程按键进行按压操作后生成的按压次数信息;多次获取的所述按压次数信息中的按压次数不同;每获取一个所述按压次数信息后,向所述压力传感器依次施加一组数值不同的标准压力,并获取施加在所述压力传感器上的一组标准压力信息;根据施加在所述压力传感器上的一组标准压力,获得所述压力传感器输出的一组电流信息;所述一组电流信息中的每个电流均在预设数值范围内;获取一次所述按压次数信息后,将所述按压次数信息、一组所述标准压力信息及一组所述电流信息保存至所述存储器的预设存储单元。2.根据权利要求1所述的多量程设定方法,其特征在于,所述一组标准压力包括多个数值依次增大的标准压力。3.根据权利要求2所述的多量程设定方法,其特征在于,任意相邻的两个所述标准压力之间的数值之差为预设值。4.根据权利要求2所述的多量程设定方法,其特征在于,所述一组标准压力包括多个标准压力;多个所述标准压力的压力值依次为0兆帕、10兆帕、20兆帕、30兆帕、40兆帕、50兆帕、60兆帕;或多个所述标准压力的压力值依次为0兆帕、5兆帕、10兆帕、15兆帕、20兆帕、25兆帕、30兆帕;或多个所述标准压力的压力值依次为0兆帕、1兆帕、2兆帕、3兆帕、4兆帕、5兆帕、6兆帕。5.根据权利要求1所述的多量程设定方法,其特征在于,所述电流信息中的每个电流的数值均在4毫安至20毫安之间。6.根据权利要求1所述的多量程设定方法,其特征在于,每向所述压力传感器施加一组标准压力后,获得所述压力传感器输出的一组电流信息的步骤包括:每向所述压力传感器施加一组标准压力后,获取所述压力传感器输出的一组初始电流信息;对所述初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组所述电流信息。7.根据权利要求6所述的多量程设定方法,其特征在于,每向所述压力传感器施加一组标准压力后,获取所述压力传感器输出的一组初始电流信息的步骤包括:每获取一次所述按压次数信息后,对所述压力传感器分别进行预设次数的施加一组标准压力操作,以获得所述压力传感器输出的多组输出电流信息;计算每个标准压力对应的多个所述输出电流的平均值,以获得一组初始电流信息。8.根据权利要求6所述的多量程设定方法,其特征在于,对所述初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组电流信息的步骤为:根据最小二乘法对一组初始电流信息中的每个初始电流进行校正,以获得一组电流信息。9.根据权利要求6所述的多量程设定方法,其特征在于,利用压力源对所述压力传感器
依次施加数值不同的一组标准压力值。

技术总结
本发明涉一种智能变送器的多量程设定方法。智能变送器的多量程设定方法包括步骤:多次获取对量程按键进行按压操作后生成的按压次数信息;每获取一个按压次数信息后,向压力传感器依次施加一组数值不同的标准压力,并获取施加在压力传感器上的一组标准压力信息;根据施加在压力传感器上的一组标准压力,获得压力传感器输出的一组电流信息,并使一组电流信息中的每个电流均在预设数值范围内;获取一次按压次数信息后,将按压次数信息、一组标准压力信息及一组电流信息保存至存储器的预设存储单元。通过上述智能变送器的多量程设定方法,可在压力变送器进行多个量程的设置,使得压力变送器兼顾较高的测量精度和较低的使用成本。成本。


技术研发人员:陈杰熙 于赫
受保护的技术使用者:长春大学
技术研发日:2022.06.15
技术公布日:2022/11/1
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