壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)
壓力表檢定自動(dòng)化是當(dāng)前壓力計(jì)量檢測(cè)技術(shù)發(fā)展的大趨勢(shì)，智能壓力校驗(yàn)儀具有測(cè)量精度高、操 作簡(jiǎn)單、便于與計(jì)算機(jī)相連等特點(diǎn)，可實(shí)現(xiàn)檢定自動(dòng)化，特別適合于對(duì)各型艦艇上眾多壓力儀表進(jìn)行檢 定。以智能壓力校驗(yàn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器、以Visual C + + 6.0為軟件開發(fā)平臺(tái)，采用反校法構(gòu)建的壓力表自動(dòng) 檢定系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了壓力儀表的快速可靠檢定、報(bào)表自動(dòng)生成與檢定數(shù)據(jù)管理。
艦船上各型壓力表眾多，壓力表的檢定任務(wù)重要 而繁雜，其檢定質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到艦船動(dòng)力系統(tǒng) 的運(yùn)行以及航行的安全。由于壓力表檢定工作量大， 往往會(huì)因壓力表集中送檢使得不能滿足艦船壓力表快 速、安全檢定的要求。而且由于壓力表檢定數(shù)據(jù)記錄 多，運(yùn)算繁雜，大大增加了檢定人員的工作量。如何實(shí) 現(xiàn)壓力表快速、高效檢定一直是各級(jí)艦艇裝備保障人 員特別是計(jì)量檢定人員思考的問(wèn)題。
壓力表檢定自動(dòng)化是當(dāng)前壓力計(jì)量檢定技術(shù)發(fā)展 的大趨勢(shì)，智能壓力校驗(yàn)儀以其測(cè)量精度高、操作簡(jiǎn) 單、便于與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相連而受到壓力檢定人員的歡 迎，并得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。智能壓力校驗(yàn)儀帶有支持RS232C/RS422的標(biāo)準(zhǔn)串行通信接U ,為壓力表 自動(dòng)檢定系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)提供了可能。以智能壓力校驗(yàn)儀 作為標(biāo)準(zhǔn)器的壓力自動(dòng)檢定系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了壓力表檢定工 作的自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)、自動(dòng)計(jì)算誤差、自動(dòng)生成檢定記錄 并打印檢定報(bào)表、檢定儀表管理等，極大地減輕了檢定 人員的負(fù)擔(dān)，減少了檢定過(guò)程中的人為誤差，提高了壓 力表的檢定精度與工作效率。
JJG 52 - 1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表 和真空表檢定規(guī)程》以及JJG 49 - 1999《彈簧管式精 密壓力表和真空表》檢定規(guī)程中，標(biāo)準(zhǔn)器是以活塞式 壓力計(jì)作為參照進(jìn)行編寫的，采用該原理的檢定過(guò)程 與采用智能壓力校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)器的檢定過(guò)程不同。 采用活塞式壓力計(jì)作為檢定標(biāo)準(zhǔn)器的檢定原理稱為 “稱重法”，檢定過(guò)程中會(huì)因人為視差引人一定視誤 差，增大了檢定的不準(zhǔn)確性。而采用智能壓力校驗(yàn)儀 作為檢定標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表的方法稱為“直接比較 法”，也可稱為“反校法”，該方法將被檢壓力表調(diào)至壓 力標(biāo)準(zhǔn)示值，然后讀取智能壓力校驗(yàn)儀自動(dòng)給出的壓 力示值,再按反校法進(jìn)行5類誤差（示值誤差、M程誤差、輕敲位移）計(jì)算即可,該方法既提高了檢定效率， 又可消除檢定過(guò)程中的人為視差。
1.硬件方案
檢定系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)器采用HX601智能壓力校驗(yàn)儀，液 壓源可采用便攜式HX671手動(dòng)液壓源（0 ~60 MPa)， 便于隨I&應(yīng)急檢定;也可采用固定液壓臺(tái),各安裝一臺(tái) 工作穩(wěn)定、性能優(yōu)良的正壓泵（SC-YBS-F2)與一臺(tái)真 空泵（SC-YBS-F1)，實(shí)現(xiàn)壓力表正壓與負(fù)壓的集中檢 定。圖1所示為檢定系統(tǒng)硬件方案組成框圖。
2.軟件設(shè)計(jì)
在軟件的可操作性以及軟件操作的舒適性等方面 對(duì)應(yīng)用軟件提出了更高的要求，除期望所用的軟件擁 有強(qiáng)大的功能外,更期望應(yīng)用軟件盡可能提供一個(gè)輕 松、愉快、良好的操作界面。
系統(tǒng)軟件以Visual C + + 6. 0為開發(fā)平臺(tái)，采用基 于ODBC的數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)采用Mi-crosoft Accesso系統(tǒng)軟件可實(shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)的自動(dòng)米集 和自動(dòng)保存，并根據(jù)檢定儀表信息智能判斷被檢儀表 是否合格，能自動(dòng)生成并打印檢定原始記錄和檢定證 書,能建立被檢壓力表信息，可查詢歷史檢定記錄，便 于壓力表檢定信息管理，原始記錄模板以及檢定證書 模板可在Word中自由編輯，靈活方便。圖2所示為 本文所述檢定系統(tǒng)軟件界面組成框圖，采用多級(jí)菜單 模式實(shí)現(xiàn)儀表的新建檢定、儀表管理、系統(tǒng)設(shè)置、幫助 信息等功能。
新建檢定菜單下主要包括儀表信息、普通壓力表、 精密壓力表、壓力變送器、數(shù)字壓力表等頁(yè)面;其中儀 表信息頁(yè)面主要用于被檢儀表基本信息的填寫、檢定 參數(shù)設(shè)置及標(biāo)準(zhǔn)器的選擇;其他頁(yè)面則主要用于各型 壓力表的具體檢定操作。儀表管理實(shí)現(xiàn)未檢儀表信息 的錄人、已檢儀表信息的查詢及過(guò)期儀表查詢等，圖3 所示為儀表管理菜單下的儀表査詢頁(yè)面。圖4所示為 系統(tǒng)設(shè)置頁(yè)面,實(shí)現(xiàn)檢定單位、檢定員、標(biāo)準(zhǔn)器、標(biāo)準(zhǔn)器 串口、證書編號(hào)等信息管理。圖5所示為系統(tǒng)幫助頁(yè) 面，可提供常用檢定規(guī)程查詢、誤差計(jì)算及單位換算 等。
3.關(guān)鍵技術(shù)
3.1誤差確定方法
3.1.1示值誤差
JG 49 - 1999、JJG 52 - 1999中示值誤差定義為：
對(duì)每一檢定點(diǎn)，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定 時(shí)，輕敲表殼前后的示值與標(biāo)準(zhǔn)值之差，壓力表示值誤 差可表示為
AP = PX-PN (1)
式中，AP為壓力檢定點(diǎn)示值誤差為被檢壓力表示 值;為壓力標(biāo)準(zhǔn)值。
式（1)所述示值誤差檢定就是所謂的“稱重法”, 即檢定標(biāo)準(zhǔn)器采用活塞式壓力計(jì)，式中PN為標(biāo)準(zhǔn)器 固定示值點(diǎn)，被檢定壓力表示值Px按規(guī)程要求進(jìn)行 估讀，示值誤差會(huì)因人為視差引人一定誤差。
本文所述壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)采用的“反校法” 則可以消除這一人為視差，提高壓力表的檢定精度。 檢定過(guò)程中根據(jù)被檢壓力表檢定上限、最小分度設(shè)定 適當(dāng)?shù)臋z定點(diǎn)數(shù)后，將被檢表壓力升壓（或降壓）到壓 力標(biāo)準(zhǔn)示值后,直接讀取智能壓力校驗(yàn)儀的壓力值，可 大大消除人為視差，提髙檢定系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，且該方法 符合規(guī)程中對(duì)示值誤差的定義。“反校法”壓力表示 值誤差可表示為
= PX - PN
式中,AP為壓力檢定點(diǎn)示值誤差;&為標(biāo)準(zhǔn)器示值; PN為壓力標(biāo)準(zhǔn)值。
3.1.2回程誤差
壓力表在計(jì)量檢定過(guò)程中，在增壓檢定（正行程） 和減壓檢定（反行程）所有示值點(diǎn)時(shí)，輕敲表殼后，兩 次讀數(shù)之差稱為回程誤差，回程誤差小,則表明壓力表 的穩(wěn)定性好，其計(jì)量性能可靠。回程誤差不能有“ ±” 之分，所得數(shù)為絕對(duì)值。JG 49 - 1999、JJ G52 - 1999 中回程誤差定義為：對(duì)同一檢定點(diǎn)，在升壓（或降壓） 和降壓（或升壓）檢定時(shí)，輕敲表殼后的示值之差。采 用智能壓力校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)器與采用活塞式壓力計(jì)作 為標(biāo)準(zhǔn)器有所不同，回程誤差應(yīng)是對(duì)同一檢定點(diǎn)，在升 壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時(shí)，輕敲表殼后的示 值誤差之差。
APh ~ APS 一 APj 式中,AP?為壓力檢定點(diǎn)的回程誤差;A/%為壓力檢定 點(diǎn)升壓示值誤差;AP,為壓力檢定點(diǎn)降壓示值誤差。
采用智能壓力校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)器的檢定方法與原 檢定規(guī)程中對(duì)回程誤差的描述不存在矛盾，公式中壓 力標(biāo)準(zhǔn)值作為固定項(xiàng)讀數(shù)在前后相減時(shí)已被抵消掉。
3.1.3輕敲位移
JJG49 - 1999 JJG 52 - 1999中輕敲位移的定義
為:對(duì)每一檢定點(diǎn)，在升壓（或降壓）和降壓(或升丨1-() 檢定時(shí)，輕敲表殼后引起的指針變動(dòng)敁，該輕敲位移為 絕對(duì)值，仴實(shí)際檢定工作中輕敲后指針M可能|Mj I-.跳 動(dòng)也有可能向下跳動(dòng)，如果輕敲位移為絕對(duì)俏，即使知 道輕敲前后示值中任意一個(gè)也無(wú)法計(jì)算出另外-個(gè)。
本文所述壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)對(duì)原規(guī)程中輕敲位 移的定義做了以下修改:對(duì)每一檢定點(diǎn)，在升丨K (或降 壓）和降壓（或升壓）檢定時(shí)，輕敲忐殼后與輕敲表克 前標(biāo)準(zhǔn)器示值之差，用公式可表示為
- pm
式中，為輕敲前標(biāo)準(zhǔn)器示值;為輕敲P標(biāo)準(zhǔn)器 示值;為輕敲位移。
3.2檢定數(shù)據(jù)記錄、計(jì)算與報(bào)表打印
設(shè)定好儀表基本信息后，進(jìn)人對(duì)應(yīng)儀表的數(shù)倨檢 定與處理頁(yè)面，按照儀表檢定規(guī)程，可實(shí)現(xiàn)檢記結(jié)果數(shù) 據(jù)的自動(dòng)記錄、f：1動(dòng)處理、各類誤差實(shí)時(shí)計(jì)兌、檢定報(bào) 表生成與檢定證書打印功能，大大提品rn;:力表檢定 效率，消除了人為誤差。此外，軟件還實(shí)現(xiàn)了儀灰岑 位、指針偏移穩(wěn)定性、外觀檢杏、等級(jí)、證丨s編號(hào)等信總 的錄人與管理，結(jié)合各類誤差綜合判斷p丨'丨動(dòng)給定檢 定結(jié)論。
系統(tǒng)軟件采用第三方控件（SuperReport. <>cx)實(shí)現(xiàn) 了基于Word模板的檢記記錄報(bào)表生成、檢定ill:書打 印功能，檢定記錄報(bào)表與證書預(yù)先以模板的形式存儲(chǔ) 在文件夾中，模板中對(duì)應(yīng)位衩標(biāo)識(shí)相應(yīng)數(shù)據(jù)變最的名 稱，調(diào)用打印功能時(shí)則可通過(guò)控件數(shù)據(jù)接丨丨實(shí)現(xiàn)實(shí)測(cè) 數(shù)據(jù)對(duì)模板中數(shù)據(jù)變鼂的替換，從而實(shí)現(xiàn)報(bào)表與證書 的打印功能。
4.舉例
以檢定一塊量程為0?25 MPa、等級(jí)為1.5的彈 簧管式一般壓力表為例，將被檢儀衣迮接到檢定系統(tǒng) 壓力表接口后,按以下3個(gè)步驟即可完成檢定。
①參數(shù)設(shè)置。在確定檢定點(diǎn)數(shù)、檢定下限和檢定 上限后，填寫儀表其他基本信總并確認(rèn)，并點(diǎn)i I,?選抒標(biāo)準(zhǔn) 器。圖6所示即為新建檢定儀表的儀表倍息汆人頁(yè)面。
②壓力檢定。設(shè)定好被檢表參數(shù)后點(diǎn)出?進(jìn)人杏通 壓力表頁(yè)面，依據(jù)檢定規(guī)程按先升「1(冉降灰的順序依次 讀取輕敲表殼前與輕敲表殼后的頂力示值。讀取力 表數(shù)值方法是先選中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)表格項(xiàng)，冉點(diǎn)讀取數(shù)據(jù) 按鈕實(shí)現(xiàn)當(dāng)前壓力值的讀取與顯示。數(shù)據(jù)處部分屮 的允許誤差與測(cè)量誤差均由系統(tǒng)動(dòng)計(jì)算并顯示。
③后續(xù)處理。針對(duì)軟件頁(yè)面中的操作部分，耑要 判斷零位、指針偏移穩(wěn)定性及外觀迠否合格，并自動(dòng)給 出檢定結(jié)論，錄人核審人員及各種時(shí)間后點(diǎn)占保存數(shù) 據(jù)按鈕實(shí)現(xiàn)檢定數(shù)據(jù)的保存。圖7所示為儀表筲珂的檢定數(shù)據(jù)記錄與處理頁(yè)面，點(diǎn)擊打印報(bào)表按鈕即可打 印檢定記錄并生成檢定證書，如圖8所示。
5.結(jié)束語(yǔ)
以智能壓力校驗(yàn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器和便攜式（固定）液 壓源，以Visual C + +6.0為軟件開發(fā)平臺(tái)，采用反校 法構(gòu)建的壓力表自動(dòng)檢定系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了壓力儀表的快 速可靠檢定、報(bào)表自動(dòng)生成與檢定數(shù)據(jù)管理，保證了系 統(tǒng)操作的便捷、高效。該系統(tǒng)投人應(yīng)用后，檢定一塊普 通壓力表只需10 min左右，大大提高了檢定效率。
