摘要：本文主要內(nèi)容淺談了關(guān)于數(shù)字化高精度壓力校驗(yàn)儀在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)中的應(yīng)用。
蘭州石化分公司于1989年建立了3套二等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì)計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置,作為企業(yè)壓力量值傳遞的最高計(jì)量標(biāo)準(zhǔn),開(kāi)展精密壓力表的檢定和校準(zhǔn)工作,向下屬的各分廠進(jìn)行壓力量值傳遞,以保證生產(chǎn)過(guò)程中壓力計(jì)量、壓力調(diào)節(jié)、壓力監(jiān)測(cè)等量值的準(zhǔn)確可靠。
多年來(lái),由于一直采用“稱(chēng)重”的人工手動(dòng)檢定方法,檢定人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大,工作效率低。同時(shí),由于標(biāo)準(zhǔn)器被頻繁使用,其已存在著較為嚴(yán)重的有形磨損和無(wú)形磨損。
為改變這種計(jì)量技術(shù)落后的狀況,我們采用江蘇美安特儀表生產(chǎn)的MAT3000型數(shù)字化高準(zhǔn)確度智能壓力校驗(yàn)儀（http://www.sg6655.com/yljyy/142.html）,取代二等標(biāo)準(zhǔn)活塞式壓力計(jì),并利用數(shù)字壓力校驗(yàn)儀的RS—232接口與計(jì)算機(jī)設(shè)備通訊,組建起壓力表自動(dòng)化檢定系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了壓力表檢定數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)處理和檢定結(jié)果的自動(dòng)打印等功能。
檢定系統(tǒng)的構(gòu)成
壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)是由壓力發(fā)生器(壓力校驗(yàn)泵)、壓力模塊、MAT3000數(shù)字壓力校驗(yàn)儀(標(biāo)準(zhǔn)器)和計(jì)算機(jī)、打印機(jī)、系統(tǒng)檢定軟件以及它們之間的專(zhuān)用通訊電纜連線(xiàn)構(gòu)成。壓力表檢定系統(tǒng)構(gòu)成如圖1所示。
在檢定系統(tǒng)中,我們用MAT3000數(shù)字壓力校驗(yàn)儀作為該檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)器,配有6只不同量程的壓力模塊,量程分別為0~160kPa、0~250kPa、0~1MPa、0~6MPa、0~25MPa、0~60MPa。標(biāo)準(zhǔn)器的準(zhǔn)確度等級(jí)為0.05級(jí),可用于檢定0.25級(jí)、0.4級(jí)的精密壓力表和數(shù)字壓力計(jì)。同時(shí)MAT3000還具有高準(zhǔn)確度的直流電流電壓測(cè)量功能及24V直流電壓源輸出功能,可用于校驗(yàn)壓力變送器(傳感器)。
檢定系統(tǒng)的工作原理與操作過(guò)程
1 工作原理
在圖1中可知,計(jì)算機(jī)由專(zhuān)用通訊電纜連線(xiàn)通過(guò)RS—232串行接口與標(biāo)準(zhǔn)表MAT3000數(shù)字壓力校驗(yàn)儀的RS—232串行接口相連,在檢定系統(tǒng)軟件的控制下,對(duì)被檢壓力表進(jìn)行定點(diǎn)檢定,同時(shí)自動(dòng)采集在該檢定點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù),然后對(duì)所有的測(cè)試數(shù)據(jù)自動(dòng)進(jìn)行誤差計(jì)算、數(shù)據(jù)修約、并判斷檢定結(jié)果是否合格,自動(dòng)生成測(cè)試記錄和檢定證書(shū)(或檢定結(jié)果通知書(shū))。
(1)標(biāo)準(zhǔn)器性能及工作原理。MAT3000數(shù)字壓力校驗(yàn)儀,采用先進(jìn)的集成壓力傳感器,配以高精度的放大單元及A/D轉(zhuǎn)換器,進(jìn)行嚴(yán)密的零點(diǎn)及滿(mǎn)量程溫度誤差的補(bǔ)償,用單片微機(jī)實(shí)現(xiàn)各種數(shù)據(jù)的處理、分析、計(jì)算。通過(guò)面板薄膜開(kāi)關(guān)作為控制鍵盤(pán),實(shí)現(xiàn)各種功能的設(shè)置。測(cè)量結(jié)果由液晶顯示器顯示或通過(guò)RS—232接口輸出至計(jì)算機(jī)。原理框圖見(jiàn)圖2。
(2)檢定系統(tǒng)軟件的構(gòu)成。本系統(tǒng)的自動(dòng)檢定軟件是在Windows95/98中文操作系統(tǒng)下,由VisualBasic5.0語(yǔ)言開(kāi)發(fā)而成,系統(tǒng)在打印時(shí)使用Word97,所以在運(yùn)行該軟件時(shí)要求系統(tǒng)中裝有Word97。檢定系統(tǒng)軟件包括普通壓力表檢定、精密壓力表檢定和壓力變送器檢定三個(gè)部分。
由于在該系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)只能與標(biāo)準(zhǔn)表MAT3000壓力校驗(yàn)儀進(jìn)行通訊,選譯自動(dòng)采集數(shù)據(jù)時(shí),系統(tǒng)將只能采集到標(biāo)準(zhǔn)表的壓力示值,所以在檢定壓力表(除壓力變器以外)時(shí),本系統(tǒng)采用了“反校法”進(jìn)行檢定。所謂“反校法”,就是通過(guò)手動(dòng),操作壓力發(fā)生系統(tǒng)的壓力調(diào)節(jié)閥,將被檢壓力表的指針固定在某檢定點(diǎn),并保持壓力示值的穩(wěn)定,在檢定系統(tǒng)軟件的控制下計(jì)算機(jī)自動(dòng)采集標(biāo)準(zhǔn)表MAT3000的讀數(shù),在程序設(shè)計(jì)中通過(guò)一定的算法將檢定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正校格式,使其格式安全附合國(guó)家計(jì)量檢定規(guī)程JJG49—1999的要求。“反校法”的計(jì)算公式為:被檢表讀數(shù)(計(jì)算)=2×檢定點(diǎn)的實(shí)際值-標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值。壓力自動(dòng)檢定系統(tǒng)軟件流程圖如圖3所示。
2 操作過(guò)程
(1)根據(jù)被檢表的量程選擇合適的壓力模塊,務(wù)必注意使所選壓力模塊與主機(jī)所選的量程一致。將壓力模塊引壓口接到壓力發(fā)生器上,連接好,不要泄露;將壓力模塊的電信號(hào)連接端接到MAT3000的壓力模塊接口。
(2)打開(kāi)壓力調(diào)節(jié)閥使壓力發(fā)生器通大氣,此時(shí),如果MAT3000的壓力顯示不為零,按下“壓力清零”鍵使壓力顯示為零,消除壓力測(cè)量的零位誤差。
(3)在Windows98下運(yùn)行壓力自動(dòng)檢定系統(tǒng)軟件,檢查計(jì)算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)表的RS—232串口通訊線(xiàn)是否已經(jīng)連接好,并確認(rèn)當(dāng)前所選用的串行口COM1或COM2沒(méi)被其它系統(tǒng)占用。
(4)在檢定系統(tǒng)的主界面中,選譯窗口菜單“運(yùn)行參數(shù)設(shè)定”來(lái)設(shè)置通訊參數(shù),選擇“被校表種類(lèi)”菜單完成被校表種類(lèi)的確定,并輸入被檢壓力表的相關(guān)信息,如生產(chǎn)廠家、出廠編號(hào)、準(zhǔn)確度等級(jí)、測(cè)量范圍等。然后選擇“自動(dòng)采集數(shù)據(jù)”逐點(diǎn)進(jìn)行壓力表的半自動(dòng)化檢定。
(5)正行程壓力檢定:由零點(diǎn)開(kāi)始加壓,待被檢壓力表示值穩(wěn)定后,按回車(chē)鍵確認(rèn)計(jì)算機(jī)采集到的標(biāo)準(zhǔn)器的壓力示值,逐點(diǎn)檢定,直至壓力滿(mǎn)量程。
(6)反行程壓力檢定:正行程壓力檢定完成后,開(kāi)始做反行程壓力檢定,緩慢減壓,壓力平穩(wěn)后讀取標(biāo)準(zhǔn)表的示值,逐點(diǎn)檢定,直至零點(diǎn)。
結(jié)束語(yǔ)
我們將數(shù)字化高準(zhǔn)確度智能壓力校驗(yàn)儀應(yīng)用于壓力計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置的組建,通過(guò)采用先進(jìn)的壓力測(cè)量技術(shù)和計(jì)算機(jī)程控技術(shù),代替了過(guò)去用二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)的手工檢定技術(shù),實(shí)現(xiàn)了壓力計(jì)量?jī)x表檢定數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、自動(dòng)處理和自動(dòng)打印,同時(shí)也規(guī)范了檢定證書(shū)的格式和檢定記錄的管理。從實(shí)際使用情況來(lái)看,本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)0.25級(jí)以下精密壓力表、數(shù)字壓力計(jì)及壓力傳感器的半自動(dòng)化檢定,能夠滿(mǎn)足我公司對(duì)各種類(lèi)型壓力計(jì)量?jī)x表的檢定要求。該系統(tǒng)的投用大大減輕了檢定人員的勞動(dòng)強(qiáng)度,極大地提高了壓力表檢定的工作效率和檢定測(cè)試的準(zhǔn)確性。
