氣壓傳感器的調(diào)整方法研究

姚靜遠，王建森，章 煥

（浙江省大氣探測技術(shù)保障中心，浙江杭州 310018）

0 引言

隨著地面氣象觀測的自動化改造，浙江省共建成國家級自動氣象站70 個，所用氣壓傳感器有江蘇無線電科學研究所有限公司生產(chǎn)的DYC1 型氣壓傳感器和芬蘭VAISALA 公司生產(chǎn)的PTB 系列氣壓傳感器。DYC1 型氣壓傳感器是基于硅電容式壓力敏感元件進行大氣壓力測量[1]，芬蘭VAISALA 公司生產(chǎn)的PTB 系列氣壓傳感器是基于BAROCAP 硅電容絕對壓力傳感器，結(jié)合先進的RC 振蕩電路進行大氣壓力的測量[2]，兩者的工作溫度范圍廣、氣壓測量范圍寬、測量精度高，且具有良好的穩(wěn)定性。根據(jù)JJG（氣象）001—2015《自動氣象站氣壓傳感器檢定規(guī)程》[3]，氣壓傳感器的檢定周期為一年，而氣壓傳感器會在使用一段時間后產(chǎn)生漂移，每年還應根據(jù)檢定結(jié)果對超差的氣壓傳感器進行調(diào)整，以保證氣象觀測數(shù)據(jù)的可靠。

1 氣壓傳感器的連接與設(shè)置

DYC1 氣壓傳感器和PTB 系列氣壓傳感器均可由RS-232串口線連接至電腦，通過采集器采集串行數(shù)字信號，進行數(shù)據(jù)的讀取和修改。連接方式如圖1、圖2 所示。

圖1 DYC1 等型號氣壓傳感器與電腦的連接示意

圖2 PTB210 氣壓傳感器與電腦的連接示意

將傳感器接入計算機后，打開12 V 供電電源，使用相對應的軟件設(shè)置端口屬性。將DYC1 氣壓傳感器和PTB330 氣壓傳感器的通信參數(shù)設(shè)置為“2400、8、1、N”，PTB210的通信參數(shù)設(shè)置為“9600、8、1、N”，PTB220 氣壓傳感器的通信參數(shù)設(shè)置為“2400、7、1、N”，氣壓數(shù)據(jù)均保留兩位小數(shù)位。

2 氣壓傳感器的調(diào)整方法

2.1 DYC1 氣壓傳感器和PTB330 氣壓傳感器的調(diào)整方法

使用串口調(diào)試軟件SSCOM33 進行氣壓值的調(diào)整，分多點調(diào)整和線性調(diào)整，以MPCP1 指令為例進行串行線單點校正。

首先打開氣壓傳感器面板蓋，按下電路板角落的藍色ADJ按鈕至LED 指示燈亮，進入調(diào)整模式[4]。在串口調(diào)試軟件SSCOM33的數(shù)據(jù)顯示區(qū)提示字符“＞”后輸入s 回車后，開始進行氣壓數(shù)據(jù)的調(diào)整。輸入“MPCP1”，在reading？后輸入被檢值并回車，然后在跳出的refrence？后輸入標準值并回車，依次根據(jù)被調(diào)整氣壓傳感器的誤差將500 hPa、600 hPa、700 hPa、800 hPa、900 hPa、1000 hPa、1100 hPa 等氣壓點修正，調(diào)整完畢后會自動彈出修改結(jié)果（圖3），輸入r 后結(jié)束修改，并按下藍色ADJ 按鈕至LED 指示燈滅。

圖3 DYC1 氣壓傳感器調(diào)整示例

2.2 PTB210 氣壓傳感器的調(diào)整方法

使用WIZARD 軟件進行氣壓值的調(diào)整。單擊按鍵“Read PTB210”[5]讀取數(shù)據(jù)（圖4），根據(jù)被調(diào)整氣壓傳感器的誤差在對應框內(nèi)依次輸入1100 hPa、1060 hPa、1000 hPa、900 hPa、800 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa 等8 個氣壓點的被檢值和相應修正值，并單擊“White PTB210”將修改值寫入傳感器（圖5）。為保證相關(guān)參數(shù)已寫入傳感器內(nèi)部程序中，需單擊“Read PTB210”再進行一次數(shù)據(jù)讀取。

圖4 PTB210 氣壓傳感器調(diào)整示例1

圖5 PTB210 氣壓傳感器調(diào)整示例2

2.3 PTB220 氣壓傳感器的調(diào)整方法

使用串口調(diào)試軟件SSCOM33 進行氣壓值的調(diào)整，分多點調(diào)整和線性調(diào)整[6]，以MPCI 指令為例進行多點校正[7]。

首先打開氣壓傳感器面板蓋，將傳感器DIP 開關(guān)的SW4 調(diào)至ON 位置（圖6），并在串口調(diào)試軟件SSCOM33的數(shù)據(jù)顯示區(qū)提示字符“＞”后輸入指令“mpc on”獲得傳感器的初始標定值，再用“mpc off”關(guān)閉初始標定值進入調(diào)整模式。

圖6 調(diào)整模式下的DIP 開關(guān)位置

在串口調(diào)試軟件SSCOM33的數(shù)據(jù)顯示區(qū)提示字符“＞”后輸入指令“MPCI”開始進行氣壓數(shù)據(jù)的調(diào)整。依次在reading？指令和Correction？指令后根據(jù)被調(diào)整氣壓傳感器的誤差輸入被檢值和相應修正值，將500 hPa、600 hPa、700 hPa、800 hPa、900 hPa、1000 hPa、1100 hPa 等8 個氣壓點修正（調(diào)整過程中按ESC 鍵可放棄調(diào)整），調(diào)整完畢后會自動彈出修改結(jié)果（圖7），輸入指令“mpc on”后結(jié)束修改，并將DIP 開關(guān)的SW4 調(diào)至OFF位置。

圖7 PTB220 氣壓傳感器調(diào)整示例

3 小結(jié)

在實際工作中，氣壓傳感器雖然故障率較低、運行較為穩(wěn)定，但在使用一段時間后仍會產(chǎn)生漂移，若對不合格氣壓傳感器僅按報廢處理則需增加更多的氣壓傳感器備件，提高自動站的維護成本。通過對幾種常用氣壓傳感器調(diào)整方法的研究及實際應用，利于氣象計量檢定人員在每年的檢定工作中，對氣壓傳感器各檢定點示值穩(wěn)定性合格而示值誤差不合格的氣壓傳感器進行修正，提高氣壓檢定的合格率，降低氣象觀測自動站的維護成本。