引言

壓力表作為測量壓力大小較常用的工具之一，廣泛用于日常生產科研中。在壓力計量領域里，壓力表送檢量大，規格型號多，手動檢定和出具證書重復繁瑣，因此實現壓力表自動化檢定成為該領域熱點研究問題。目前，國內在壓力自動化檢定上的研究主要關注于兩個方面，一個是檢定裝置的硬件設計［1，2］，另一個是檢定軟件實現［3，4］。在軟件實現上，一般需針對不同規格型號進行設計，這樣使軟件的通用性降低。

 

本文在設計壓力表自動化檢定平臺的基礎上，提出了實現軟件通用性的一個解決思路，即通過動態生成數據庫，將壓力表檢定步驟總結為五個模塊，只需一次編程即可解決各類型號規格壓力表的軟件實現 問 題。該編程方法同時也可用于其他參數。

 

1 平臺整體介紹

壓力表自動檢定平臺由具有串口通訊功能的CONST811 智能壓力校驗儀及一臺安裝有平臺檢定軟件的 PC 機組成，可檢定 0 ～ 600kPa 范圍內的壓力表。平臺檢定軟件采用 LabVIEW8. 6 進行開發，利用 Access 數據庫對檢定信息、檢定數據進行維護，同時調用 Word 實現檢定證書及原始記錄的自動生成和保存。用戶只需將被檢壓力表安裝在智能校驗儀的壓力接口上，根據軟件引導即可完成相應檢定工作。

 

平臺檢定軟件分為用戶登錄界面、主界面、檢定信息設置及管理界面和檢定過程界面四個層次，采用選項卡加子面板的向導式設計風格，具有以下特點:

1) 異常情況的處理( 如異常提示、程序異常退出時的現場保存與恢復) ;

2) 細致、友好的操作提示以及對不合理操作和輸入的及時警示( 如輸入類型錯誤) ;

3) 具有權限級別清晰的身份驗證系統并可對登陸信息進行管理( 如管理員權限和檢定員權限的區分，登陸信息的保存與查詢) ，及時判斷數據是否超差并記錄更新界面和數據庫中對應的內容。

 

軟件的整個工作流程如圖 1 所示。

 軟件各界面及關鍵技術介紹

2. 1 用戶登錄界面

壓力表檢定平臺軟件設計有操作授權的功能模塊，啟動軟件時將首先進行身份驗證，包括一般用戶和管理員兩種身份。用戶輸入名稱和密碼后，系統將自動給出該用戶所屬專業及授權等級，以此決定用戶進入后續界面時可使用的軟件功能。對于一般權限新用戶，可點擊注冊按鈕進行注冊，在設定自己的用戶名和新密碼后，還需要管理員錄入密碼，方可注冊成功。所有的用戶信息均由加密后的 數 據 庫 進 行 維 護，僅管理員可進行修改操作。

 

2. 2 主界面

在身份驗證通過后，軟件將顯示主界面。檢定是本系統軟件的主要功能，因此軟件會根據用戶專業在主界面的顯著區域內以圖標形式給出，方便用戶進行選擇操作。其他非檢定功能則統一包含在主界面的菜單欄，通過下拉方式進行選擇，包括文件處理、信息設置、系統管理、結果處理以及幫助等功能。另外，作為計量軟件，計量標準的溯源情況是保證軟件準確的必要條件，其信息保存在計量標準數據庫中，標準溯源日期將顯示在主界面的底部，和當前日期一起采用狀態欄分割的形式進行區別顯示。若當前時間距溯源時間不足 30 天，則軟件將彈出提示告知用戶及時送檢; 若溯源時間超期，則彈出提示禁止一般用戶進行檢定操作，此時需由管理員登陸后在檢定信息設置及管理界面中進行標準溯源更新情況修改后方可使用。

 

2. 3 檢定信息設置及管理界面

該界面由選項卡控件將其劃分為計量標準選擇和檢定信息設置兩個部分。

 

在計量標準選擇選項卡中，包括當前所用標準信息欄和修改標準溯源信息欄。用戶在檢定前必須選擇所用標準及其通訊地址方可進行后續檢定;修改標準信息欄可選擇相應標準進行證書編號和溯源日期的修改，點擊修改按鈕新信息將在計量標準數據庫中進行相應的更新，此操作僅以管理員身份登錄時可用，一般用戶將彈出訪問禁止提示，如圖 2 所示。

該選項卡由四部分組成。選項卡右側為新增物品信息填寫部分，所有信息均以具有記憶功能的下拉列表方式供用戶選擇，任何信息只要錄入一次便可被記住供下次選擇，同時用戶還可隨時刪除不再需要的條目。當大批量壓力表檢定任務來臨時，用戶只需錄入或選擇檢定信息，選擇接收日期，點擊寫入數據庫即可將任務存儲在被檢設備數據庫中，并且檢定狀態將被自動標記為“未檢定”，供后續檢定時選取。同時，對每一條錄入被檢設備數據庫中的壓力表信息，程序還將同數據庫中已有的被檢壓力表信息進行比對，防止用戶重復錄入。

 

選項卡左側采用表格控件顯示被檢設備數據庫中存儲的全部壓力表信息，當用戶點擊任一行時，該行底色變黃被選中，同時下方選中設備信息欄里將顯示選中壓力表的關鍵信息，從中可以明確知道該壓力表的檢定狀態是“未檢定”還是“已檢定”，防止壓力表數量過多時用戶無法知道每塊壓力表檢定狀態而進行重復檢定。

 

當用戶選擇表格中的被檢壓力表，在界面右下角填寫檢定時的環境條件后，點擊開始檢定按鈕，程序將會把當前日期作為檢定日期，連同之前選擇的標準型號一同更新到被檢設備數據庫對應的位置上，并在表格控件中顯示，同時程序進入到檢定過程界面。

 

2. 4 檢定過程界面

2. 4. 1 通用性解決思路

        檢定過程界面由子界面動態調用各步驟子 VI和 Access 數據庫，按照檢定程序采用上一步和下一步向導式編程實現，每一步數據都會保存在數據庫對應的表中，同時進行超差判斷。雖然壓力表型號各異，種類繁多，但依據 JJG52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規程可以得知壓力表的規格只有五個大類，每一類規格不同型號間，除了單位和分度值不同外，檢定點的個數以及檢定的步驟是一致的;另外對檢定步驟進行分析后我們得知，壓力表的檢定步驟實際上可分解為檢定開始前的各項檢查、各點上升過程中檢定、上限點耐壓檢定、各點下降過程中檢定和檢定結束后的各項檢查五個部分。其中各點上升過程中檢定和下降過程中檢定僅是檢定點不同，程序架構和流程完全一樣。因此，只需設計五個子 VI 模板，具體檢定點和誤差限值則在程序運行時通過調用 Access 數據庫實現。

 

由于壓力表型號種類的不確定性，不能事先將檢定時所用的檢定點和誤差限值等內容固定寫好在 Access 數據庫中，因此專門設計了“檢定前信息確認”子 VI。該 VI 將根據用戶選擇的壓力表規格自動計算出檢定點，當用戶填寫分度值和準確度等級并確認后，在 Access 數據庫中動態生成兩個表格: 一個為 WriterPostion 表格，該表格根據壓力表規格生成每一個檢定步驟子 VI 的名稱、包含檢定點、控件的索引值及誤差限; 另一個則為存儲當前壓力表檢定數據的表格。檢定時，子 VI 模板每次讀取WriterPostion 表格中的對應當前步驟檢定點和誤差限進行檢定，每一步檢定數據則保存在當前壓力表檢定表格中，并賦予一個包含型號日期的較好的性標識。這樣，該壓力表此次的檢定數據可根據這個較好的性標識獲取。

 

2. 4. 2 容錯設計

        在檢定過程中，標準的通訊狀態及需要用戶輸入時的操作提示都會實時顯示在下方狀態欄中。對需要用戶手動輸入的地方進行了輸入限制和錯誤提示，在用戶未完成當前檢定步驟的情況下禁止用戶點擊下一步按鈕進行后續檢定，但用戶可以隨時按下取消按鈕結束本次檢定，保證了數據的真實性。當遇到超差情況時，程序會彈出提示，詢問用戶是否需要重新測量，實現超差復測功能。

 

2. 5 原始記錄和證書的自動生成

        在圖 3 中檢定信息設置選項卡的表格控件中選擇某一行壓力表信息，若該壓力表的檢定狀態顯示為“已檢定”，則選項卡較下方的“出具證書”和“出具原始記錄”兩按鈕將可使用。點擊這兩個按鈕后，程序利用文本域、書簽和表格插入的方式，根據所選壓力表型號和檢定結論自動選擇模板，出具相應的原始記錄和檢定證書/檢定結果通知書( Word版本) 。

 

3 結論

        以智能壓力校驗儀為標準器和 LabVIEW 軟件開發的壓力表自動化檢定平臺，實現了 0 ～ 600kPa內各類規格壓力儀表批量快速檢定、報表自動生成和檢定數據管理。該平臺試運行后，檢定一塊壓力表連帶出具原始記錄和證書從原先的 20min 左右減少到 10min 左右，保證準確度的同時提高了檢定效率。該平臺的實現方式也可應用在其余參數上，實現整個單位提質增效的目標。

 

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