精密壓力表儀器半自動化檢定系統(tǒng)
介紹了精密壓力表儀器半自動化檢定系統(tǒng)的構(gòu)成、工作原理、系統(tǒng)軟件及使用方法。應(yīng)用該系統(tǒng) 可以實(shí)現(xiàn)0. 16級以下精密壓力儀表儀器的半自動化檢定。
一、引言
在石化企業(yè)中壓力表的應(yīng)用極為廣泛,檢定的 工作量非常大,特別是對于精密壓力表,在用二等標(biāo) 準(zhǔn)活塞壓力計(jì)進(jìn)行檢定時(shí),需要手工取放砝碼、手動 造壓、手工記錄和數(shù)據(jù)處理,操作相當(dāng)煩瑣,檢定人 員的勞動強(qiáng)度大,工作效率低。
隨著傳感技術(shù)的發(fā)展及計(jì)算機(jī)技術(shù)的日趨成 熟,使得實(shí)現(xiàn)壓力儀表儀器的自動化檢定成為可能。 我們采用北京康斯特公司生產(chǎn)的CST2001型數(shù)字 化高準(zhǔn)確度智能壓力校驗(yàn)儀及壓力模塊取代二等標(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,組建起一套精密壓力 儀表儀器半自動化檢定系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了精密壓力表檢 定數(shù)據(jù)的自動采集、數(shù)據(jù)自動處理和檢定結(jié)果的自 動打印輸出等功能。
二、檢定系統(tǒng)的構(gòu)成及工作原理
1.系統(tǒng)構(gòu)成
精密壓力儀表儀器半自動檢定系統(tǒng)是由壓力發(fā) 生器庇力校驗(yàn)泵」、壓力模塊、CST2001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 及它們之間的專用通訊電纜連線構(gòu)成,如圖1所示。
在檢定系統(tǒng)中,我們用CST2001數(shù)字壓力校驗(yàn) 儀作為該檢定裝置的標(biāo)準(zhǔn)器,配有六只不同量程的 壓力模塊,量程分別為0?160kPa、0?250kPa、0? 1MPa6MPa25MPa60MPa。標(biāo)準(zhǔn)器的 準(zhǔn)確度等級為0. 05級,可用于檢定0. 16級以下精 密壓力表和數(shù)字壓力計(jì)。同時(shí)CST2001還具有高 準(zhǔn)確度的直流電流電壓測量功能及24V直流電壓 源輸出功能,可用于校驗(yàn)壓力變送器r傳感器;。
2.系統(tǒng)工作原理
CST2001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。通過面板薄 膜開關(guān)作為控制鍵盤,實(shí)現(xiàn)各種功能的設(shè)置。測量 結(jié)果由液晶顯示器顯示或通過RS - 232接口輸出 至計(jì)算機(jī)。標(biāo)準(zhǔn)器工作原理框圖見圖2.
檢定中,計(jì)算機(jī)由專用通訊電纜連線通過RS - 232串行接口與標(biāo)準(zhǔn)表CST2001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,對被檢壓力表進(jìn)行定點(diǎn)檢定,同時(shí)自動采集在該 檢定點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù),然后對所有的測試數(shù)據(jù)自動 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,自動生成測試記錄和檢定證書域檢定結(jié)果通知 書j。
三、檢定系統(tǒng)的應(yīng)用
1.系統(tǒng)軟件的使用要求
檢定系統(tǒng)軟件是在Windows95/98中文操作系 統(tǒng)下,由Visual Basic5. 0語言開發(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,在實(shí)際 檢定中可根據(jù)被檢表的種類選擇相應(yīng)的檢定程序。
由于在該系統(tǒng)中計(jì)算機(jī)只能與標(biāo)準(zhǔn)表 CST2001壓力校驗(yàn)儀進(jìn)行通訊,選擇自動采集數(shù)據(jù) 時(shí),系統(tǒng)將只能采集到標(biāo)準(zhǔn)表的壓力示值和電流電 壓示值,所以在檢定壓力表餘壓力變送器以外j時(shí), 本系統(tǒng)采用了 “反校法”進(jìn)行檢定。就是通過手動操 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)自動采集標(biāo)準(zhǔn)表 CST2001的讀數(shù),在程序設(shè)計(jì)中通過一定的算法將 檢定數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成正校格式,使其格式完全附合國家 計(jì)量檢定規(guī)程JJ G49 一1999的要求。“反校法”的計(jì) 算公式為：
被檢表讀數(shù)r計(jì)算;=2 X|僉定點(diǎn)的實(shí)際值- 標(biāo)準(zhǔn)表的讀數(shù)值
2.操作過程
以精密壓力表的檢定過程為例:
(1）根據(jù)被檢精密壓力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連接端接到 CST2001的壓力模塊接口上。
（2）打開壓力調(diào)節(jié)閥使壓力發(fā)生器通大氣,此 時(shí),如果CST2001的壓力顯示不為零,按下“壓力清 零”鍵使壓力顯示為零,消除壓力測量的零位誤差。
(3） Windows98下運(yùn)行壓力自動檢定系統(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沒被其他系統(tǒng)占用。
⑷在檢定系統(tǒng)的主界面中,選擇窗口菜單“運(yùn) 行參數(shù)設(shè)定”來設(shè)置通訊參數(shù),選擇“被校表種類”菜 單完成被校表種類的確定、并輸入被檢壓力表的相 關(guān)信息,如生產(chǎn)廠家、出廠編號、準(zhǔn)確度等級、測量范 圍等。然后選擇“自動采集數(shù)據(jù)”逐點(diǎn)進(jìn)行壓力表的 半自動化檢定。
（5）正行程壓力檢定.?由零點(diǎn)開始加壓,待被檢 精密壓力表示值穩(wěn)定后,按回車鍵確認(rèn)計(jì)算機(jī)采集 到的標(biāo)準(zhǔn)器的壓力示值,?然后輕敲被檢壓力表的表 殼,將輕敲后指針的偏移量錄入計(jì)算機(jī),逐點(diǎn)檢定, 直至壓力滿量程。
（6）反行程壓力檢定:正行程壓力檢定完成后, 開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;然后輕敲被檢壓力表的表殼,將輕敲 后指針的偏移量錄入計(jì)算機(jī),逐點(diǎn)檢定,直至零點(diǎn)。
四、檢定系統(tǒng)的特點(diǎn)
應(yīng)用數(shù)字化高準(zhǔn)確度的壓力測量儀器和計(jì)算機(jī) 程控技術(shù)組建的精密壓力儀表儀器半自動檢定系 統(tǒng),代替了過去用二等標(biāo)準(zhǔn)活塞壓力計(jì)以“稱重法” 手工檢定的技術(shù),減輕了檢定人員的勞動強(qiáng)度,提高 了壓力儀表儀器檢定測試的工作效率。從實(shí)際使用 情況來看,該系統(tǒng)能夠滿足我公司對0. 16級以下精 密壓力儀表儀器的檢定要求。同時(shí)該檢定系統(tǒng)軟件 的中文界面友好,操作簡單,可實(shí)現(xiàn)壓力檢定數(shù)據(jù)的 自動采集、自動處理和自動打印、規(guī)范了檢定記錄和 檢定證書的格式,
