摘要：本文主要內容淺談了關于數字化高精度壓力校驗儀在計量標準中的應用。
蘭州石化分公司于1989年建立了3套二等標準活塞式壓力計計量標準裝置,作為企業壓力量值傳遞的最高計量標準,開展精密壓力表的檢定和校準工作,向下屬的各分廠進行壓力量值傳遞,以保證生產過程中壓力計量、壓力調節、壓力監測等量值的準確可靠。
多年來,由于一直采用“稱重”的人工手動檢定方法,檢定人員的勞動強度大,工作效率低。同時,由于標準器被頻繁使用,其已存在著較為嚴重的有形磨損和無形磨損。
為改變這種計量技術落后的狀況,我們采用江蘇美安特儀表生產的MAT3000型數字化高準確度智能壓力校驗儀（http://m.iqycloud.cn/yljyy/142.html）,取代二等標準活塞式壓力計,并利用數字壓力校驗儀的RS—232接口與計算機設備通訊,組建起壓力表自動化檢定系統,實現了壓力表檢定數據的自動采集、自動處理和檢定結果的自動打印等功能。
檢定系統的構成
壓力表自動檢定系統是由壓力發生器(壓力校驗泵)、壓力模塊、MAT3000數字壓力校驗儀(標準器)和計算機、打印機、系統檢定軟件以及它們之間的專用通訊電纜連線構成。壓力表檢定系統構成如圖1所示。
在檢定系統中,我們用MAT3000數字壓力校驗儀作為該檢定裝置的標準器,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。標準器的準確度等級為0.05級,可用于檢定0.25級、0.4級的精密壓力表和數字壓力計。同時MAT3000還具有高準確度的直流電流電壓測量功能及24V直流電壓源輸出功能,可用于校驗壓力變送器(傳感器)。
檢定系統的工作原理與操作過程
1 工作原理
在圖1中可知,計算機由專用通訊電纜連線通過RS—232串行接口與標準表MAT3000數字壓力校驗儀的RS—232串行接口相連,在檢定系統軟件的控制下,對被檢壓力表進行定點檢定,同時自動采集在該檢定點標準表的讀數,然后對所有的測試數據自動進行誤差計算、數據修約、并判斷檢定結果是否合格,自動生成測試記錄和檢定證書(或檢定結果通知書)。
(1)標準器性能及工作原理。MAT3000數字壓力校驗儀,采用先進的集成壓力傳感器,配以高精度的放大單元及A/D轉換器,進行嚴密的零點及滿量程溫度誤差的補償,用單片微機實現各種數據的處理、分析、計算。通過面板薄膜開關作為控制鍵盤,實現各種功能的設置。測量結果由液晶顯示器顯示或通過RS—232接口輸出至計算機。原理框圖見圖2。
(2)檢定系統軟件的構成。本系統的自動檢定軟件是在Windows95/98中文操作系統下,由VisualBasic5.0語言開發而成,系統在打印時使用Word97,所以在運行該軟件時要求系統中裝有Word97。檢定系統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部分。
由于在該系統中計算機只能與標準表MAT3000壓力校驗儀進行通訊,選譯自動采集數據時,系統將只能采集到標準表的壓力示值,所以在檢定壓力表(除壓力變器以外)時,本系統采用了“反校法”進行檢定。所謂“反校法”,就是通過手動,操作壓力發生系統的壓力調節閥,將被檢壓力表的指針固定在某檢定點,并保持壓力示值的穩定,在檢定系統軟件的控制下計算機自動采集標準表MAT3000的讀數,在程序設計中通過一定的算法將檢定數據轉換成正校格式,使其格式安全附合國家計量檢定規程JJG49—1999的要求。“反校法”的計算公式為:被檢表讀數(計算)=2×檢定點的實際值-標準表的讀數值。壓力自動檢定系統軟件流程圖如圖3所示。
2 操作過程
(1)根據被檢表的量程選擇合適的壓力模塊,務必注意使所選壓力模塊與主機所選的量程一致。將壓力模塊引壓口接到壓力發生器上,連接好,不要泄露;將壓力模塊的電信號連接端接到MAT3000的壓力模塊接口。
(2)打開壓力調節閥使壓力發生器通大氣,此時,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,消除壓力測量的零位誤差。
(3)在Windows98下運行壓力自動檢定系統軟件,檢查計算機與標準表的RS—232串口通訊線是否已經連接好,并確認當前所選用的串行口COM1或COM2沒被其它系統占用。
(4)在檢定系統的主界面中,選譯窗口菜單“運行參數設定”來設置通訊參數,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信息,如生產廠家、出廠編號、準確度等級、測量范圍等。然后選擇“自動采集數據”逐點進行壓力表的半自動化檢定。
(5)正行程壓力檢定:由零點開始加壓,待被檢壓力表示值穩定后,按回車鍵確認計算機采集到的標準器的壓力示值,逐點檢定,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,壓力平穩后讀取標準表的示值,逐點檢定,直至零點。
結束語
我們將數字化高準確度智能壓力校驗儀應用于壓力計量標準裝置的組建,通過采用先進的壓力測量技術和計算機程控技術,代替了過去用二等標準活塞壓力計的手工檢定技術,實現了壓力計量儀表檢定數據的自動采集、自動處理和自動打印,同時也規范了檢定證書的格式和檢定記錄的管理。從實際使用情況來看,本系統可以實現0.25級以下精密壓力表、數字壓力計及壓力傳感器的半自動化檢定,能夠滿足我公司對各種類型壓力計量儀表的檢定要求。該系統的投用大大減輕了檢定人員的勞動強度,極大地提高了壓力表檢定的工作效率和檢定測試的準確性。
