張英華

【摘 要】介紹了Vaisala生產的PTB330系列數字氣壓計的測量原理及配置所需要的設備及配置方法以及氣壓計校準的原理及校準方法。

【關鍵詞】氣壓傳感器;配置;校準;修正值

中圖分類號： TP212文獻標識碼： 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

Vaisala BAROCAP 數字氣壓計 PTB330 具有可靠的壓力測量功能，適用于各種環(huán)境?？梢赃x用 RS-232 （標準）或 RS-422/485（可選）數字輸出。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 氣壓計配有一個、兩個或三個氣壓計模塊。本氣壓計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 測量和計算的參數[1]。

PTB330系列氣壓計使用Vaisala開發(fā)的BAROCAP 硅電容絕對壓力傳感器進行大氣壓測量。BAROCAP傳感器具有卓越的滯后性和重復性，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，可抵抗機械和熱沖擊。PTB330系列數字氣壓計的測量原理基于高級RC震蕩器和基準電容器，并據此持續(xù)測量電容性壓力傳感器。氣壓計的微處理器會針對壓力線性和溫度依賴性進行補償。

2 調整時需要的設備

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轉串口的線纜，并要安裝相應的驅動程序。PTB330的串口輸出引腳如表2所示。

連接PTB330時，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據。此外，PTB330還有一個專門用來配置的服務端口，需要一根專用的維護線（附件代碼19446ZZ），通信參數為：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的運行。鍵入r，并回車可以啟動PTB330運行。鍵入？并回車，可以查看當前PTB330的配置參數。PTB330可以依據用戶的需求輸出對應的氣壓數據，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。

4 PTB330的校準

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

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

（1）打開氣壓計頂蓋。

（2）按ADJ按鈕?，F在，調整模式可用。紅色的指示燈LED打開。

（3）再次按ADJ按鈕鎖定調整模式。紅色指示燈LED關閉。

PTB330修正誤差的原理，簡單來說，比如當實際氣壓是700HPa，但是當前的氣壓計的度數是700.4HPa;當實際氣壓是800HPa，但是當前的氣壓計的度數是800.6HPa;那么在氣壓值是700.4HPa的時候，輸出的氣壓值減去0.4HPa的修正值就可以，750.5的時候減去0.5HPa的修正值就可以，800.6HPa的時候減去0.6HPa的修正值就好;不在校準點的修正值采用線性插值的辦法獲得。此外還需要一個標準氣壓源，能夠提供500HPa—1100HPa區(qū)間準確的氣壓值;依據氣壓計實際讀數與標準氣壓源設定值之間的差記錄為修正值;將標準氣壓源設定值與對應的修正值存入PTB300內存中即完成校準的過程。校準可以采用單點校準或者多點校準方式進行。這里主要說明多點校準的模式。在多點校準的模式中，修正值的處理有兩種方法。其一是在已有的修正值的基礎上來做修正，這樣做有些繞，比如在800Hpa這個測量點原有的修正值為-0.02Hpa，現在實際輸出為800.02Hpa，那么你現在有個設置的修正量其實應該是0.04Hpa。也就是PTB330的實際讀數需要輸入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分別對應線性校準參數清零和多點校準參數清零。這樣就省去了計算修正量的步驟。

5 結束語

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

【參考文獻】

[1]Vaisala BAROCAP Digital Barometer PTB330 USERS GUIDE.

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

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