本发明专利技术涉及一种深度传感器自动校准系统，属电子电路设计、单片机软件设计、通讯协议等领域。本发明专利技术采用同步控制技术，实现压力计(1)气压(理论深度)与深度测量单片机电路输出电压的同步采集，通过显示控制系统计算机自动读数处理，建立电压-深度校准查找表，并实时下载到深度测量单片机中，完成水下设备的自动化深度校准，节省了人力和时间，有效解决了人工分步校准带来的效率低下的问题，并保证了校准的可靠性。
【技术实现步骤摘要】
所属
本专利技术涉及一种深度传感器自动校准系统及其校准方法，属电子电路设计、单片机软件设计、通讯协议等领域。
技术介绍
在水下检测设备中，换能器的布放深度受到严格限制。为了对深度定量考核，在换能器上方的电子水密舱(2)壳体上安装深度传感器(11)。深度传感器(11)将水深压力转化成电压输出到水密舱内的深度检测单片机电路(7)上。该电路板将电压值转换成深度值，经过水下信号传输电缆(5)传送到系统控制计算机上显示。深度检测单片机电路(7)程序中设有一个电压到深度的转换查找表，通过改变转换值可以对转化关系进行调整，深度校准就是对这个转换表进行调整更新。深度传感器(11)是一个敏感器件，会随着温度、湿度等外界条件以及时间的积累，其基准值和线性系数会发生漂移。当漂移超出一定范围，若不进行校准，深度测量精度就不能满足要求。为了保证深度测量精度，需要对深度传感器(11)进行周期性校准。目前，深度传感器(11)的校准方法是，用压力计(1)模拟水深产生压力作为深度传感器(11)的输入，深度检测单片机电路(7)输出一个对应压力的电压值，控制计算机读取电压值并进行记录。在有效深度范围内等步进选取若干点，建立一个初步电压与深度对应表，对该表插值后形成一个精步查找表，将深度检测单片机电路(7)中深度转换模块的旧表替换成新表，深度校准过程即完成。在这种独立分步工作方式下，至少需要两名工作人员同时配合才能进行校准工作。一人负责给压力计(1)打压，一人负责从压力计(1)和显示控制系统计算机上读取数据并记录。而每个深度传感器(11)需要读十次数据形成一组数值，将该组数值建表插值计算得到精步进查找表，最后灌入单片机程序。打压和记录数据的过程相当耗费人力和时间，同时也有较大的误差。主要有两方面原因：一方面，压力计(1)需要一个稳定的过程，工作人员往往要紧盯压力计(1)仪表盘，判断仪表盘指针稳定才能读数，人工读数本身就会有误差；另一方面，对每一个深度传感器(11)要读取若干个点，以工作范围0～120米为例，为了保证精度，至少5米取一个点，读数多达24个点。独立分步的方式大大影响了深度校准工作的效率。在待校准设备数量众多的情况下，如何提高效率，将校准过程系统化整合，并进行自动化处理，成为亟待解决的一个问题。
技术实现思路
为了克服以上缺陷，本专利技术设计了一种深度传感器自动校准系统，该系统能够实现自动读取压力计(1)稳定输出气压(理论深度)，并同步读取深度检测单片机电路(7)输出的电压值，将整个校准过程的同步气压(理论深度)和电压读数、记录、计算和建表整合在一起并自动判断设备有效工作深度，自动下载和更新电压-深度查找表，从而提高工作效率。本专利技术技术方案是：一种深度传感器自动校准系统，包括压力计(1)、电子水密舱(2)和显示控制系统，所述的压力计(1)通过气压输出线(4)连接到所述的电子水密舱(2)内的深度传感器(11)的深度检测单片机电路(7)，所述的显示控制系统计算机有两个串口：串口1和串口2，所述的电子水密舱(2)的输出通过信号传输电缆(5)连接到显示控制系统的计算机的串口2，所述的深度检测单片机电路(7)包含电压采集模块和电压深度转换模块和触发电路模块。触发电路模块为电压采集模块提供触发信号，电压采集模块将模拟电压转换成数字信号传输到电压深度转换模块。所述的深度检测单片机电路(7)程序中设有一个电压到深度的转换查找表。所述的压力计(1)上的串口(1-1)与显示控制系统计算机的串口1连接，将压力计(1)中的压力数值经串口1(8)通过压力数据线(6)传输到显示控制系统计算机上。本专利技术通过在深度检测单机片电路上增加一个触发电路模块来产生采数触发信号。该模块判断深度传感器(11)输出电压是否稳定。如果连续一段时间内电压值稳定在某个范围内，说明压力计(1)输出气压稳定，于是产生采数触发信号。显示控制系统计算机上有两个串口(I(3-1)和II(3-2))，分别通过传输电缆与压力计(1)和深度检测单片机电路(7)连接，用于读取气压(理论深度)值和电压值。为了实现两个数据的同步性，用电压接收串口接收数据事件来触发气压(理论深度)接收串口读数。进一步地，所述的触发电路模块包括正常工作和校准工作两种运行模式。触发电路模块可从显示控制系统计算机接收控制命令切换工作模式。平时工作采用正常工作模式，校准时选择校准工作模式。正常工作模式下，产生1s为周期的触发信号。校准工作模式下，显示控制系统计算机软件通过串口2向深度检测单片机电路(7)发送校准模式命令。工作人员给压力计(1)加压一次，等待片刻至压力计(1)稳定后，触发电路模块需要判断深度传感器(11)输出电压是否稳定。如果连续一段时间内电压值稳定在一定范围内，说明压力计(1)输出气压稳定，触发电路产生采数触发信号。采集电路模块以触发电路输出信号为触发条件将模拟电压转换成数字信号。电压采集模块采集电压后上传，电压信息传输到显示控制系统计算机串口2，一方面通过串口2发送给显示控制系统计算机，另一方面传送给深度转换模块，深度转换模块将电压信号转换成测量深度信息传送到显示控制系统计算机上显示。程序将理论深度值与设备有效工作范围进行比较，把在有效范围内的数据顺序显示在界面上。当理论深度值大于上限后程序自动关闭串口2，显示控制系统计算机软件在触发中断同时从串口I(3-1)和串口II(3-2)读取压力(理论深度)数据和电压数据。显示控制系统计算机程序自动读数，将压力(理论深度)值和电压值顺序显示在界面上，并调用插值函数建立新的电压-深度查找表，然后替换深度转换模块中的电压-深度转换查找表，完成深度校准。一种深度传感器自动化深度校准系统的校准方法，包括以下步骤：1)所述的显示控制系统计算机(3)通过串口II(10)向所述的深度检测单片机电路(7)发送校准模式命令，显示控制系统计算机(3)内运行校准软件，该软件打开显示控制系统计算机(3)串口I(9)和串口II(10)，设置串口II(10)为中断触发方式；2)工作人员通过压力计(1)对深度传感器(11)加压；3)在校准模式下，触发电路模块判断深度传感器(11)输出电压是否稳定，如果连续一段时间内电压值稳定在一定范围内，说明压力计(1)输出气压稳定，触发电路模块即产生采数触发信号；4)电压采集模块以触发电路模块输出的信号为触发条件将模拟电压转换成数字信号，一方面，通过串口II(10)将电压信息传送本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种深度传感器自动校准系统，包括压力计(1)、电子水密舱(2)和显示控制系统计算机(3)，所述的压力计(1)通过气压输出线(4)连接到所述的电子水密舱(2)内的深度传感器(11)的深度检测单片机电路(7)，所述的显示控制系统计算机(3)有两个串口：串口I(9)和串口II(10)，所述的电子水密舱(2)的输出通过信号传输电缆(5)连接到显示控制系统的计算机的串口II(10)，所述的深度检测单片机电路(7)包含电压采集模块和电压深度转换模块，所述的深度检测单片机电路(7)程序中设有一个电压到深度的转换查找表，其特征在于：所述的压力计(1)上的串口I(8)与显示控制系统计算机(3)的串口I(9)连接，将压力计(1)中的压力数值通过压力数据线(6)传输到显示控制系统计算机(3)上，所述的深度检测单片机电路(7)还包括触发电路模块，触发电路模块为电压采集模块提供触发信号，电压采集模块将模拟电压转换成数字信号传输到电压深度转换模块。
【技术特征摘要】
1.一种深度传感器自动校准系统，包括压力计(1)、电子水密舱(2)和
显示控制系统计算机(3)，所述的压力计(1)通过气压输出线(4)连接到所述
的电子水密舱(2)内的深度传感器(11)的深度检测单片机电路(7)，所述的
显示控制系统计算机(3)有两个串口：串口I(9)和串口II(10)，所述的电子
水密舱(2)的输出通过信号传输电缆(5)连接到显示控制系统的计算机的串口
II(10)，所述的深度检测单片机电路(7)包含电压采集模块和电压深度转换模
块，所述的深度检测单片机电路(7)程序中设有一个电压到深度的转换查找表，
其特征在于：所述的压力计(1)上的串口I(8)与显示控制系统计算机(3)的
串口I(9)连接，将压力计(1)中的压力数值通过压力数据线(6)传输到显示
控制系统计算机(3)上，所述的深度检测单片机电路(7)还包括触发电路模块，
触发电路模块为电压采集模块提供触发信号，电压采集模块将模拟电压转换成数
字信号传输到电压深度转换模块。
2.根据权利要求1所述的深度传感器自动化深度校准系统，其特征在于：
所述的触发电路模块包括正常工作模式和校准模式两种运行模式。
3.根据权利要求1所述的深度传感器自动化深度校准系统，其特征在于：
所述的触发电路模块从显示控制系统计算机(3)接收控制命令切换工作模式。
4.一种...
【专利技术属性】
技术研发人员：姜立志，刘曲，刘文强，
申请(专利权)人：中国船舶重工集团公司七五〇试验场，
类型：发明
国别省市：云南;53
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