张英华
【摘 要】介绍了Vaisala生产的PTB330系列数字气压计的测量原理及配置所需要的设备及配置方法以及气压计校准的原理及校准方法。
【关键词】气压传感器;配置;校准;修正值
中图分类号： TP212文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）17-0048-002
DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.023
The Configuration and Calibration of PTB330 Series Digital Barometers Produced by Vaisala
ZHANG Ying-hua
（Equipment office of weather，Yunnan Branch of Air Traffic Management Bureau， Kunming Yunnan 650200，China）
【Abstract】This article introduced the measure principle，the configuration equipment and methods as well as the principle and calibration method of PTB330 series digital barometers.
【Key words】Barometric pressure sensor;Configuration;Calibration;Correction value
1 工作原理及測量参数
Vaisala BAROCAP 数字气压计 PTB330 具有可靠的压力测量功能，适用于各种环境。可以选用 RS-232 （标准）或 RS-422/485（可选）数字输出。也可以选择电流或者可选的电压作为模拟输出。此外，还有一个本地图形显示屏。PTB330 气压计配有一个、两个或三个气压计模块。本气压计可以成功地用于在室温条件下精确测量压力和要求苛刻的自动气象站。表一介绍了PTB330 测量和计算的参数[1]。
PTB330系列气压计使用Vaisala开发的BAROCAP 硅电容绝对压力传感器进行大气压测量。BAROCAP传感器具有卓越的滞后性和重复性，温度依赖性低，并具有良好的长久稳定性。BAROCAP传感器非常耐用，可抵抗机械和热冲击。PTB330系列数字气压计的测量原理基于高级RC震荡器和基准电容器，并据此持续测量电容性压力传感器。气压计的微处理器会针对压力线性和温度依赖性进行补偿。
2 调整时需要的设备
电脑1台，必须有1个RS-232串行口;12V直流稳压电源1台;RS-232串口通信电缆1根。将气压传感器的RS-232接口的信号输出、传感器的供电（本传感器加电12VDC）分别与计算串口、稳压电源的电压输出相连接[2]。没串口的电脑需要一根USB转串口的线缆，并要安装相应的驱动程序。PTB330的串口输出引脚如表2所示。
连接PTB330时，只需用到2、3、5引脚（通信）7、9引脚（供电）。在终端电脑上打开超级终端软件，或者类似的串口通信程序。按照PTB330的最初配置9600 N 8 1。配置好之后连接PTB330，一旦PTB330加电即可，获得PTB330的版本信息及输出数据。此外，PTB330还有一个专门用来配置的服务端口，需要一根专用的维护线（附件代码19446ZZ），通信参数为：19200 N 8 1。使用这个端口需要打开PTB330的后盖板。两种方法选择一种即可配置和校准PTB330，用户任选其一。
3 PTB330的配置
连接上PTB330之后，键入s，并回车，可以停止PTB330的运行。键入r，并回车可以启动PTB330运行。键入？并回车，可以查看当前PTB330的配置参数。PTB330可以依据用户的需求输出对应的气压数据，需要用到FROM指令。用户可以参照PTB330用户手册中的例子，尝试使用PTB330的操作指令。熟悉指令的功能之后，便可以按需配置PTB330气压计。
4 PTB330的校准
用户可以选择简单单点偏移或偏移和增益两点调整，并使用LCP命令调整气压计模块。MPCP命令用于最多八个压力级别的更复杂的多点校正功能。试图重新调整气压计模块之前，先检查变送器当前使用的线性校正方式。由于输入新线性校正时以前的线性校正将消失，因此用户决定使用新线性校正时必须考虑以前的线性校正[3]。气压计模块P1的调整和校准命令如表3所示。
在进行调整和校准之前，调整模式必须可用。带有指示灯LED的调整按钮位于主板的左上角。以下是打开调整模式的步骤。
（1）打开气压计顶盖。
（2）按ADJ按钮。现在，调整模式可用。红色的指示灯LED打开。
（3）再次按ADJ按钮锁定调整模式。红色指示灯LED关闭。
PTB330修正误差的原理，简单来说，比如当实际气压是700HPa，但是当前的气压计的度数是700.4HPa;当实际气压是800HPa，但是当前的气压计的度数是800.6HPa;那么在气压值是700.4HPa的时候，输出的气压值减去0.4HPa的修正值就可以，750.5的时候减去0.5HPa的修正值就可以，800.6HPa的时候减去0.6HPa的修正值就好;不在校准点的修正值采用线性插值的办法获得。此外还需要一个标准气压源，能够提供500HPa—1100HPa区间准确的气压值;依据气压计实际读数与标准气压源设定值之间的差记录为修正值;将标准气压源设定值与对应的修正值存入PTB300内存中即完成校准的过程。校准可以采用单点校准或者多点校准方式进行。这里主要说明多点校准的模式。在多点校准的模式中，修正值的处理有两种方法。其一是在已有的修正值的基础上来做修正，这样做有些绕，比如在800Hpa这个测量点原有的修正值为-0.02Hpa，现在实际输出为800.02Hpa，那么你现在有个设置的修正量其实应该是0.04Hpa。也就是PTB330的实际读数需要输入800.04Hpa。其二是先将原来的修正值清零，清零的指令为LCP1 OFF/MPCP1 OFF分别对应线性校准参数清零和多点校准参数清零。这样就省去了计算修正量的步骤。
5 结束语
Vaisala PTB330系列数字气压表集成度高，操作模式简单，调整和校正方便，而且具有气压测量精度高和使用环境温度宽的特点，能充分满足航空气象测量的要求。掌握PTB330气压计的配置及校准方法能够在实际应用中充分发挥PTB330的功能特点。
【参考文献】
[1]Vaisala BAROCAP Digital Barometer PTB330 USERS GUIDE.
[2]孙嫣，边文超.PTB220气压传感器调整方法的补充气象水文海洋仪器，2007（3）.
[3]胡凡，陈正一.PTB220系列数字气压表的原理与应用气象水文海洋仪器，2008（2）.
