PTB220 串行数字气压计用户手册
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1 第1章：引言 安全: 整个手册中，重要指令涉及安全性的表示如下：
警告： 危险警告标志。它提醒在进行某个程序、操作、环境时要注意，不正确的操作或不按规定进行将可能伤害人的生命。
告诫： 危险告诫标志。它提醒在进行某个程序操作时清单，如果不正确操作或不按规定进行时，可能使产品的部份或全部受到损坏，甚
注意： 强调重要的信息。提醒一个重要的操作，重要的条件或一个重要的程序等。 2
质量保证 维萨拉公司保证由维萨拉生产和出售的产品 在工艺或材料方面原因出现故障，在发货日期起死回生2个月内免费。 如果提供的产品在质保期内，在工艺和材料上无论出现什么问题，维萨拉公司承担维修或更换，有总是产品的费用，用户自行选择维修或更换、且保修期重新开计算。有问题的被更换下的部件放置维萨拉公司处置。 维萨拉公司也保证对本公司雇员出售的产品的维修和服务的质量。 如果修理或服务不充分或出现错误，致使产品失灵或故障，维萨拉公司将免费维修或更换有问题的产品。为维修或更换产品维萨拉公司雇员化去的工作时间的费用对 顾客也是免费的。这个服务保证将从服务测量完成后面个月内有效。 以上保证需下列条件： a. 一个有关缺陷的具体的书面申请，在缺陷或故障被知道或出现的30天之内，送给维萨拉公司。 b. 有问题的产品或部件将送到维萨拉公司工厂或公司指定的其它地方。 用指定的运输、保险和合适的包装和标签方式。 除非维萨拉公司同意在本地检测或维修、更换产品。 以上质量保证在下列情况下不能履行。 a. 正常损耗和磨损或事故 b. 在存贮、处理和使用产品或仪器时有误码操作，不合适的使用或疏忽或错。 c. 对产品错误的安装和装配和服务，未经维萨拉公司授权的个人的安装、装配和服务 或不是用维萨拉公司提供产品和部件更换。 d. 未经维萨拉公司预先授权、更改或改变产品。 e. 顾客或第三方的其它因素。 3
第2章：产品说明 引言 PTB220系列气压计是一种全量程补偿的数字气压计，测量的环境气压和温度范围宽。在室温下的高精度压力测量和自动气象站中得到了成功的使用。 PTB220系列数字气压计由维萨拉公司利用硅电容光焕发传感器开发的作测量气压产品。 PTB220系列数字气压计的测量原理是根据高级RC振荡电路，和3个与电容有关的压力传感器和连续测量的温度气压补偿传感器。气压计的微处理器完成对气压线性和温度的补偿。 在PTB220中压力和温度的校正是由在气压计工作温度范围内分7个温度段，每个温度段有在气压工作范围内的压力分6至11个气压段进行补偿。计算是根据存贮在每个变送器EEROM中的压力和温度校正系数运算的。用户不能改变这些基本的调整因素。 压力的多点微调和等级APTB220气压计的压力校正用通常的Ruska 2456„„进行。等级B气压计的多点微调和最终压力校正自动地通过电子工作标准。 4
PTB220系列数字气压计可以带1 个、2个或3个压力变送器。虽然一个压力变送器通常是最合适的配置，但有此应用场合需要多个压力变送器。二个或三个压力变送器提供一个自诊断特性，用户可以在这些传感器间设定一个报警限制，以获得到更可靠的测量。PTB220系列数字气压计也可配置成测量二个分开的气压。 选配本地LCD显示在面板上也是很有用的。显示器有一个背景光，以便在任何光线下容量读数，有二行显示，同步批示气压值，3 小时气压趋势和WMO气压趋势码。 用户能是以各种技术应用的设置，象串行口设置、平均时间、输出间隔、输出格式、显示格式、错误信息表、气压单位和气压分辨率。在加电状态下也可选择不同的送数模式。例如：自由运行模式、备份模式或自动送信息模式。可选择的最快的测量模式是每分钟表10次。出厂时已设置成最快的测量速度和最高的分辨率。在不需快速测试的场合，可通过延长平均时间来减少对压力测量的环境干拢。 作为标准输出，气压计有RS-232C双向通讯和双向TTL电平串行接口。此外，用户也能选择一个RS485/422双线半双工串接口或脉冲输出接口，用户可选择脉冲速率，气压分辨偏差。 PTB220系列数字气压计在Natiaal Iastitate ot Sfandayds和在美国的Technologg(NIST)中可查到。
BAROCAP 压力传感器
PTB220数字气压计用BAROCAP硅电容绝对压力传感器，它由维萨拉公司研制用于气压测量；BAROCAP传感器具有优良滞阻和重复特性，以及低温度系数和一个优良的长期稳定性。BAROCAP有很好的耐久性，抗化学和热量冲击能力强。 5
图 2-1 BAROCAP压力传感器由二层单晶硅组成，期间有一层玻璃将它们隔开。在较薄的硅层二端蚀刻绝对压力传感器的真空腔 ，形成一个参压力敏感的硅膜。较厚的硅层是传感器的坚固的基板，它被玻璃层绝缘隔开。较薄的硅片被静电连接到玻璃表面，形成一个很强的密封的连接。除履的金属化的胶片在真空腔内形成电容器的一个电极，另一个电极是压力敏感硅的胶膜。
在BAROCAP压力传感器中使用的硅和玻璃材料的热膨胀系数被仔细地匹配在一起，以达到最小的温度影响和最大的周期稳定性。BAROCAP压力传感器的设计能达到在1000hpa时零温度影响，它的长期稳定性通过高温老化来实现。
BAROCAP传感器有宽的动态范围且没有自热效应，由于单晶硅理想的弹性，性能使该传感器有优良的响应特性和重复性。在BAROCAP压力传感器中，在硅弹性范围内施压，仅有很小的偏差。 6
测量原理 PTB220系列数字气压计的测量原理为通过一个高振荡电路，连续不断地测量三个参考电容，电容性压力传感器和电容温度补偿传感器。一个多路开关某一时间连接五个电容器中的一个到RC振荡器中，在一个测量周期中，要测量5个不同的测量频率，见图2-2
图2-2 在RC振荡器的设计中，尽量降低杂散电抗的干拢，达到优良的测量稳定度。维萨拉公司的电子首先强调的是在全环境温度、相对湿度范围内，长时间的稳定性同时，也能达到快速和高的测量分辨率。
在快速测量模式中，用一种特别的测量算法。要这种模式中，仅连续不断地测量压力传感器的频率，而三个参考电容和温度补偿传感器的频率每30秒测量一次。这种方法也是相当合理的，因为在很短的一个时间内，参考电容的变化可以忽略，同时，传感器内部温度在几十秒钟也可以认为是不变的。快速测量模式能达到每秒钟测10次，并有1hpa的分辨率。每个测量值代表最后100ms的压力平均值。当每30秒测量一次参考分辨率后，参考频率的输出将停止一段时间，这个期间的参考频率将不测量。快速模式用在一个气压变送器的气压计，且是全双工方式通讯模式中。 7
方框图 PTB220系列数字气压计由CPU 板和气压变送器具1.2.3 (P1.P2T P3) 组成。变送器 数量确定后，用户不能更改其配置。压力变送器通常连到相同的压力口，在二个压 力变送时气压计有二个压力口相对应；多种硬件配置的说明见P77页。 通常，PTB220系列气压计带有RS232C全双工和一个双面TTL电平串行口接口。此外气压计有一个脉冲输出接口或RS485/422双线半双工串行接口，RS485/422接口在气压计内部是一个分开的选择模式。这人模式一般指定后由工厂安置，还有一个在工厂安置的是模拟输出模式；LCD显示（带背光）也是一个可选配置。 PTB220系列气压计方框图见图2-3
图 2-3 8 9
第3章：初始设置 因为PTB220系列数字气压计总带有RS232C串行接口，要求用户用这个接口初始的操作。对气压计进行各种软件设置，RS232C是最有用、最可靠的通讯接口。 PTB220气压计的RS232C串行接口不提握手信号线，只能采用近似的外接方式来达到与PTB220通讯的目的，握手信号详细连接见P81页表格。
RS232C串行接口和电源供给脚定义如下：
图3-1 引脚 信号 2 TX（发送） 3 RX（接地） 5 RS232C地线 7 电源地 9 电源（10—30VDC） 图3—2
注意：1.PTB220的发送连到XON/XOFF(握的软件) 2.气压计缓冲区能用清除。 10
PTB220系列气压计在出厂已设置如下： 表3—1串行口出厂设置 波特率 9600 校验 偶 数据位 7位 停止位 1 双方式 全双工
在电器连接后，接上电源，气压计显示是气压计型号和软件版本。 PTB220/2.02 〉 气压计在这种状态下可接收指令，例如：RS或SEND(见P43页)如果配有LCD显示，上电后，首先显示的也是气压计型号和软件版本。然后它根据DFORM指令的定义，切换显示气压计相应的内容，显示器上的键盘用来检测和改变参数。
若有任何问题，请检测在气压计中的连接器X15中心跨接设置，和双开关S1设置，设置如下图指示。
图3—3 基本RS232C跨接和双列开关S1设置 11
第4章：通讯 表4—1概括了在PTB220系列数字气压计使用的命令。除了SCOM命令，其它指令一般不受外界影响。 表4—1 通讯命令
功能 命令 发送模式 SMODE 测量模式 MMODE 脉冲模式设置 PLUSE 串行口设置 SERI 回送开/关 ECHO 输出格式 FORM 压力分辨率 FORM 压力趋向 FORM 压力趋势 FORM 错误状态 FORM 稳定性指示 FORM 求和检验 FORM 高度校正 HHCP 错误输出格式 EFORM 显示格式 DFORM 压力和温度单位 UNIIT 平均时间 AVRG 设置输出间隔 INTV 气压计地址 ADDR 用户指定SEND命令 SCOM 压力稳定性指示 PSTAB 压力警报（高、低） PLARM 压力差限制 PDMAX 键盘开关 KEYLOCK
通讯指令又可分为二部份，操作模式命令和软件设置命令。
