密封器件广泛应用于汽车、制造业、航天、医疗、家用电器等领域,随着技术的发展和行业的激烈竞争,产品质量追求可靠、卓越成为企业共识。气密性检测作为密封器件的质量检验,是保障密封器件性能的关键检测手段,越来越受到企业和用户重视。在常用的气密性检测方法中,差压检测法因其结构简单、检测精度高、不易受环境干扰等优势,在工业生产中广泛应用。目前国内生产的气密性测试仪与国外相比,在检测精度和检测效率方面存在一定差距;部分改进方法仅停留在理论层面,没有应用到实际生产中。本课题从企业的实际需求出发,基于差压检测法,研发一款高精度气密性检测样机,并提出了提升充气效率的方法,形成一套实用的气密性测试系统。本文结合工程实际需求和测试目的,在分析差压检测原理和泄漏率计算理论方法的基础上,提出了气密性检测系统的总体方案,对各个功能模块的具体实现进行了设计。基于电容式差压传感器的理论,分析了电容变化与压差关系,以及传感器误差的主要来源。在理论分析的基础上,开展了有限元仿真实验研究,设计了电容式差压传感器的结构及参数。仿真表明,在传感器的工作量程范围内,传感器具有良好的线性度和灵敏度。基于ARM嵌入式控制系统设计了气密性测试仪,测试仪由采集控制板和主控板组成,采集控制板负责控制气动回路工作以及采集压力、压差信号,主控板通过CAN总线与采集控制板相连并外接触摸屏实现人机交互。在提升检测精度方面,硬件电路采用高精度微电容检测芯片作为差压测量核心模块,软件上对采集到的数据做数字滤波处理。设计并实现了测试仪的硬件与软件。在提升检测效率方面,针对测试仪的充气系统,提出了基于系统辨识和PID自整定的快速充气控制方法。通过充气系统阶跃响应进行系统辨识,获得系统数学模型。采用基于算法自动控制的临界比例度法进行PID参数整定。仿真验证了该方法对超调系统和非超调系统均有效。对研发的气密性测试仪进行了实验测试分析。传感器性能实验表明了传感器设计的合理性,实验结果与有限元仿真结果吻合,传感器在主要工作范围内线性度较好,迟滞、重复性等指标满足设计和应用要求。泄漏率检测实验表明测试仪测得泄漏率与标准漏孔参数基本一致,表明测试系统的可靠性。快速充气实验验证了理论方法和仿真的正确性,该方法可以有效减少充气时间。