气压传感器的调整方法研究
2021-09-05姚静远王建森
姚静远，王建森，章 焕
（浙江省大气探测技术保障中心，浙江杭州 310018）
0 引言
随着地面气象观测的自动化改造，浙江省共建成国家级自动气象站70 个，所用气压传感器有江苏无线电科学研究所有限公司生产的DYC1 型气压传感器和芬兰VAISALA 公司生产的PTB 系列气压传感器。DYC1 型气压传感器是基于硅电容式压力敏感元件进行大气压力测量[1]，芬兰VAISALA 公司生产的PTB 系列气压传感器是基于BAROCAP 硅电容绝对压力传感器，结合先进的RC 振荡电路进行大气压力的测量[2]，两者的工作温度范围广、气压测量范围宽、测量精度高，且具有良好的稳定性。根据JJG（气象）001—2015《自动气象站气压传感器检定规程》[3]，气压传感器的检定周期为一年，而气压传感器会在使用一段时间后产生漂移，每年还应根据检定结果对超差的气压传感器进行调整，以保证气象观测数据的可靠。
1 气压传感器的连接与设置
DYC1 气压传感器和PTB 系列气压传感器均可由RS-232串口线连接至电脑，通过采集器采集串行数字信号，进行数据的读取和修改。连接方式如图1、图2 所示。
图1 DYC1 等型号气压传感器与电脑的连接示意
图2 PTB210 气压传感器与电脑的连接示意
将传感器接入计算机后，打开12 V 供电电源，使用相对应的软件设置端口属性。将DYC1 气压传感器和PTB330 气压传感器的通信参数设置为“2400、8、1、N”，PTB210的通信参数设置为“9600、8、1、N”，PTB220 气压传感器的通信参数设置为“2400、7、1、N”，气压数据均保留两位小数位。
2 气压传感器的调整方法
2.1 DYC1 气压传感器和PTB330 气压传感器的调整方法
使用串口调试软件SSCOM33 进行气压值的调整，分多点调整和线性调整，以MPCP1 指令为例进行串行线单点校正。
首先打开气压传感器面板盖，按下电路板角落的蓝色ADJ按钮至LED 指示灯亮，进入调整模式[4]。在串口调试软件SSCOM33的数据显示区提示字符“＞”后输入s 回车后，开始进行气压数据的调整。输入“MPCP1”，在reading？后输入被检值并回车，然后在跳出的refrence？后输入标准值并回车，依次根据被调整气压传感器的误差将500 hPa、600 hPa、700 hPa、800 hPa、900 hPa、1000 hPa、1100 hPa 等气压点修正，调整完毕后会自动弹出修改结果（图3），输入r 后结束修改，并按下蓝色ADJ 按钮至LED 指示灯灭。
图3 DYC1 气压传感器调整示例
2.2 PTB210 气压传感器的调整方法
使用WIZARD 软件进行气压值的调整。单击按键“Read PTB210”[5]读取数据（图4），根据被调整气压传感器的误差在对应框内依次输入1100 hPa、1060 hPa、1000 hPa、900 hPa、800 hPa、700 hPa、600 hPa、500 hPa 等8 个气压点的被检值和相应修正值，并单击“White PTB210”将修改值写入传感器（图5）。为保证相关参数已写入传感器内部程序中，需单击“Read PTB210”再进行一次数据读取。
图4 PTB210 气压传感器调整示例1
图5 PTB210 气压传感器调整示例2
2.3 PTB220 气压传感器的调整方法
使用串口调试软件SSCOM33 进行气压值的调整，分多点调整和线性调整[6]，以MPCI 指令为例进行多点校正[7]。
首先打开气压传感器面板盖，将传感器DIP 开关的SW4 调至ON 位置（图6），并在串口调试软件SSCOM33的数据显示区提示字符“＞”后输入指令“mpc on”获得传感器的初始标定值，再用“mpc off”关闭初始标定值进入调整模式。
图6 调整模式下的DIP 开关位置
在串口调试软件SSCOM33的数据显示区提示字符“＞”后输入指令“MPCI”开始进行气压数据的调整。依次在reading？指令和Correction？指令后根据被调整气压传感器的误差输入被检值和相应修正值，将500 hPa、600 hPa、700 hPa、800 hPa、900 hPa、1000 hPa、1100 hPa 等8 个气压点修正（调整过程中按ESC 键可放弃调整），调整完毕后会自动弹出修改结果（图7），输入指令“mpc on”后结束修改，并将DIP 开关的SW4 调至OFF位置。
图7 PTB220 气压传感器调整示例
3 小结
在实际工作中，气压传感器虽然故障率较低、运行较为稳定，但在使用一段时间后仍会产生漂移，若对不合格气压传感器仅按报废处理则需增加更多的气压传感器备件，提高自动站的维护成本。通过对几种常用气压传感器调整方法的研究及实际应用，利于气象计量检定人员在每年的检定工作中，对气压传感器各检定点示值稳定性合格而示值误差不合格的气压传感器进行修正，提高气压检定的合格率，降低气象观测自动站的维护成本。
