地磅传感器的测试
在工业应用中有各种各样的传感器，有些复杂的传感器( 如攻角传感器等) 的测试需要提供激磁电源、负载线路、加热器测试线路、动静压模拟量测试线路、为了满足以上测试需求，用常规的仪器仪表已经无法实现。本文针对以上测试需求，提出了有效的解决常规地磅无法测试一些复杂传感器的方案。
一、地磅传感器的定义和测试盒的功能简介
依据国家标准 GB7665 － 87，地磅传感器的定义是: “能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置，通常由敏感元件和转换元件组成”。地磅传感器是一种检测装置，能感受到被测量的信息，并能将检测感受到的信息，按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出，以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
为了提供激磁电源、负载线路、加热器测试线路、动静压模拟量测试线路，本文提出了测试盒的概念。测试盒提供 7VAC、 1800Hz 信号源、旋转差动变压器的负载线路、直流电源( ± 18VDC、± 15VDC 、± 7． 5VDC、+ 5VDC ) 、接口电路、加热器测试线路、动态特性测试线路、前面板、后面板等，可同时测试两只传感器的各种电气性能参数。
二、测试盒可提供的精度指标
本测试盒工作电源为市电( 210 ～ 240VAC) ，工作温度范围为: 0℃ ～ 40℃ ，其提供的电源、电阻指标如下:
±18VDC，精度: ± 5% ;
±15VDC，精度: ± 1% ;
±7． 5VDC，精度: ± 1% ;
±5VDC，精度: ± 5% ; 负载电路电阻精度: ± 1% ;
加热器测试线路电阻 0． 1Ω，精度: ± 2% 。
三、测试盒原理
1.17VAC、1800Hz 信号源7VAC、1800Hz 信号源是传感器内旋转差动变送器的激磁电源，本电路由 ± 15VDC、± 7． 5VDC 直流电源供电，采用信号发生器 ICL8038 产生芯片，经放大、滤波、功率输出，得到 7VAC、1800Hz 的信号源，波形失真度不大于 0． 3% ，其幅值、频率可通过外接的精密电位计进行调整，在实验室环境条件下，幅值能稳定在 7 ± 0． 002V 范围内，频率能稳定在 1800 ± 2Hz 范围内。
2.传感器内旋转差压变送器的负载测试线路要进行传感器的性能测试，必须接负载线路。一个传感器内部有两个旋转差压变送器。每个旋转差压变送器有三个抽头，分别命名为 H、L、CT。旋转差压变送器输出端与负载线路输入端、前面板开关、模拟多路开关相连，H、L 端接负载线路运放 LM348，经反向后输出幅值与 UH － L 成正比的电压信号，相位与 UH － L 相反，负载线路差值输出用于波形监测，H、L、CT 端接负载线路运放 LM348，输出幅值约为( UH － CT + UL － CT) 的一半，负载线路和值输出端结到后面板，用于故障检测。为了提高电路的测试精度，我选用精度为 ± 1% 的精密电阻。
3.直流电源的制作
在测试线路中，需要用到 ± 18VDC、± 15VDC、± 7． 5VDC、+ 5VDC等内部直流电源。为此，我在测试盒中加入了电源PCB 板。
通过双 18V 变压器将 AC220V 电转化为 ± 18VDC 再通过整流桥，三端可调稳压器 LM317 用来产生 + 18V、+ 15V、+ 7． 5V 三种正电源，选用三端可调稳压器 LM337 用来产生 － 18V、－ 15V、－7． 5V 等三种负直流电源。
通过单 7． 5V 变压器将 AC220V 电转化为 7． 5V 再通过整流桥，电解电容、LM7805 稳压芯片产生 5V 直流电源。
± 18VDC 用于为多路模拟电子开关 MX307CPI 供电，±15VDC 用于运放电路，± 7． 5VDC 用于正弦波发生电路，5V 用于显示电路，用于数字芯片供电。
为此，所有测试所需的电流电源全部产生，测试人员不必再为如何繁多的电流基准源而苦恼。
4.输出电压的测试
地磅传感器内部的旋转差压变送器的输出 H、L、CT、激磁电源都需要进行测试，用于检验传感器的性能。当将前面板的波段开关打到自动档时，利用计算机和模拟多路开关( MAX307CPI) 就可以实现自动测试。来自计算机并口的八位数据经锁存器锁存后，锁存器的锁存位经光电隔离后用于选通八选一差分多路开关。八选一多路输出开关的输入端分别接旋转差压变送器的输出电压 UH － L、UH － CT、UL － CT 以及激磁电压，多路开关输出端接前面板波段开关自动测试档，自动测试时，由计算机通过并行口输出代码选通一路。
5.动态特性的测试
地磅传感器的动态特性测试需要提供动态特性测试线路，通过合适的整流滤波电路将传感器负载输出的交流信号解调成直流电压，用记录仪记录直流电压的变化曲线，实现动态特性( 带宽、阻尼比、时间常数) 的测试。
6.加热器测试线路
本线路与其它线路独立，用于加热器功率测试，在风标和壳体加热器电源回线中各串接一个 0．1Ω，精度为 ± 2% 的小电阻，用数字万用表测试小电阻两端电压的方法监测加热器电流。
四、结论
地磅传感器作为现代科技的前沿技术，被认为是现代信息技术的三大支柱之一，也是国内外公认的最具有发展前途的高科技技术产业和朝阳产业。随着时代进步和发展，地磅传感器与检测技术已经普及到我们的生活，工作，科研，各个领域，已经成为一种比较成熟的技术。目前，传感器的测试是检验传感器性能和质量好坏的重要的一个环节，有些地磅传感器单纯的依靠数字万用表、示波器也无法测试所有项目。为此，利用模拟电子技术、数字电子技术、运放、波形发生芯片将各种测试需求集成在一块电路板上做成测试盒可有效的解决这个问题。