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無錫市科華儀表科技有限公司
主營產(chǎn)品： 礦用耐震壓力表,單體柱耐震壓力表,耐震隔膜壓力表,三針定位壓力表 |
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壓力表檢定方法改進及自動化實現(xiàn)
2011-1-6 閱讀(4938)
近年來，數(shù)字壓力校驗儀以其準(zhǔn)確度高、操作簡單、易于攜帶受到壓力檢定人員的歡迎，并得到廣泛的應(yīng)用。但由于JJG49-1999《彈簧管式精密壓力表和真空表》檢定規(guī)程以及JJG52-1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程中，標(biāo)準(zhǔn)器主要是以活塞式壓力計為參照來進行編寫的，故檢定過程與數(shù)字壓力計的檢定過程有不一致的地方。筆者現(xiàn)結(jié)合實際并在不更改原檢定方法的前提下，提出對規(guī)程內(nèi)容作一些建議性修改，使得以數(shù)字壓力校驗儀為標(biāo)準(zhǔn)器更符合檢定壓力表要求，并介紹以VB6.0為平臺開發(fā)的自動壓力檢定軟件，供大家參考。
一、用數(shù)字壓力校驗儀檢定/校準(zhǔn)精密壓力表和普通壓力表
1.數(shù)字壓力校驗儀滿足規(guī)程中對標(biāo)準(zhǔn)器的要求
JJG49-1999、JJG52-1999對標(biāo)準(zhǔn)器作出如下的要求:“5.2.1.1對標(biāo)準(zhǔn)器誤差的要求，標(biāo)準(zhǔn)器允許誤差值應(yīng)不大于被檢表允許誤差值的1/4”，數(shù)字壓力校驗儀（以DH542數(shù)字壓力校驗儀為例，允許誤差為0.025%FS）可滿足相同滿量程范圍0.1級及以下的精密壓力、普通壓力表的檢定及校準(zhǔn)。
2.數(shù)字壓力校驗儀的檢定方法
JG49-1999、JJG52-1999將“示值誤差”定義為:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，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
ΔP=Px-PN
式中:ΔP——壓力檢定點示值誤差；Px——被檢壓力表示值；PN——壓力標(biāo)準(zhǔn)值。
采用活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器，原理為“稱重法”，上式中PN為固定點，被檢定示值按規(guī)程要求進行估讀，故示值誤差中將因人為視差引入一定誤差。采用數(shù)字壓力校驗儀可采用“直接比較法”（或稱“反校法”），即固定被檢表檢定，讀取數(shù)字壓力校驗儀的壓力標(biāo)準(zhǔn)值，這樣可大大消除人為視差，提高檢定系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，并且該方法符合規(guī)程中對“示值誤差”的定義。
3.對規(guī)程中“回程誤差”定義的修改
JG49-1999、JJG52-1999將“回程誤差（變差）”定義為:“對同一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后的示值之差”。采用“反校法”后壓力表的回程誤差就僅為升壓和降壓過程中指針變動量之差，體現(xiàn)不出壓力表的變差，無法判斷壓力表的回程誤差是否滿足使用要求，所以建議“回程誤差”定義修改為:“對同一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后的示值誤差之差”。定義更改后以活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表，回程誤差與定義修改前數(shù)值是一致的，因為公式中壓力標(biāo)準(zhǔn)值作為固定項前后相減消除；而采用數(shù)字壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器，修改后的定義就能十分準(zhǔn)確地表述壓力表的回程誤差含義。
4.對規(guī)程中“輕敲位移”定義的修改
JJG49-1999、JJG52-1999明確規(guī)定，輕敲指針前后示值誤差都應(yīng)被計算，但檢定規(guī)程附錄中檢定記錄模板中僅列出輕敲后被檢表示值，輕敲表殼前示值誤差無法計算。筆者認(rèn)為，只要對規(guī)程中“輕敲位移”的定義稍作修改，就可以計算出輕敲表殼前示值誤差。
根據(jù)JJG49-1999、JJG52-1999中“輕敲位移”的定義:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后引起的指針變動量”，該輕敲位移為值，但實際工作中輕敲后指針有可能向上跳動也有可能向下跳動；如果輕敲位移為值，即便知道輕敲前后示值中任意一個也無法計算出另外一個，所以“輕敲位移”的定義可修改為:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后與輕敲表殼前示值之差”，用公式可表示為
Δ輕敲=Px后-Px前
式中:Px前——輕敲前被檢表示值；Px后——輕敲后被檢表示值；Δ輕敲——輕敲位移。
這樣輕敲位移就有正負之分，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計算出輕敲后的被檢表示值；同理，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計算出輕敲后的被檢表示值。公式如下:
輕敲后被檢表示值:Px后=Px前+Δ輕敲
輕敲前被檢表示值:Px前=Px后-Δ輕敲
5.對規(guī)程中原始記錄模板的修改
采用數(shù)字壓力校驗儀作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表，由于數(shù)字壓力校驗儀升壓和降壓行程壓力標(biāo)準(zhǔn)值不一致，每一個行程都要記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值，這與采用活塞壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器在升壓行程和降壓行程中標(biāo)準(zhǔn)壓力值相等是不同的，所以檢定原始記錄表格應(yīng)作相應(yīng)的修改，在升壓和降壓行程中均要有記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值一欄。
二、用數(shù)字壓力校驗儀實現(xiàn)檢定自動化
壓力表檢定數(shù)據(jù)記錄多，運算繁雜，如能自動記錄數(shù)據(jù)、自動生成檢定記錄、自動計算誤差將大大減輕檢定員的負擔(dān)，同時也可減少人為誤差，提高檢定效率。數(shù)字壓力校驗儀一般都帶有支持RS-232C的標(biāo)準(zhǔn)串行通信口，為自動檢定壓力表實現(xiàn)了可能。下面介紹以DH542數(shù)字壓力校驗儀為標(biāo)準(zhǔn)器開發(fā)的壓力自動檢定軟件，其實現(xiàn)了對精密壓力表以及普通壓力表的自動檢定。
1.軟件概述
軟件名稱為“H542自動壓力檢定系統(tǒng)”，以VB6.0語言為平臺，以VISA函數(shù)庫開發(fā)通用I/O接口。可實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)自動采集、自動保存，智能判斷檢定數(shù)據(jù)是否合格，自動生成、打印檢定原始記錄、檢定證書，以及建立被檢壓力表信息，可查詢歷史檢定記錄，方便壓力表計量信息管理，原始記錄模板以及檢定證書模板可在Word中自行編制，通用性強。
2.硬件連接
計算機和DH542數(shù)字壓力校驗通過DB9數(shù)據(jù)線連接，如表1所示，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如表2所示。
表1硬件連接
表2通信參數(shù)配置
3.軟件的操作
（1）壓力表檢定信息設(shè)置
點擊菜單“壓力表→精密表檢定”，系統(tǒng)將跳出“參數(shù)設(shè)置”窗口，包含“編輯被檢壓力表檢定信息”、“編輯壓力檢定點”以及“檢定數(shù)據(jù)修約”，界面中顯示的是系統(tǒng)默認(rèn)的初始信息。
被檢壓力表信息包括:送檢單位、制造廠、壓力表名稱、型號規(guī)格、出廠編號、計量編號、測量范圍、準(zhǔn)確度等級、zui大允許誤差、分度值等。檢定信息包括:檢定溫度、檢定濕度、檢定依據(jù)、檢定日期、有效期、檢定點、檢定循環(huán)等。數(shù)據(jù)修約根據(jù)規(guī)程要求以及壓力表技術(shù)指標(biāo)，對示值、標(biāo)準(zhǔn)值、指針變動量、示值誤差及回程誤差設(shè)定有效位數(shù)。
數(shù)據(jù)設(shè)定完成后可將數(shù)據(jù)保存為檢定數(shù)據(jù)模板供以后調(diào)用，可節(jié)約編輯檢定信息時間。
（2）硬件連接測試
確認(rèn)檢定信息設(shè)置無誤后，點擊“修改數(shù)據(jù)”按鈕更新檢定信息，“系統(tǒng)測試”按鈕可用，點擊進入“系統(tǒng)測試”界面，可設(shè)置DH542與計算機通信參數(shù)設(shè)置以及標(biāo)準(zhǔn)器信息，點擊“系統(tǒng)測試”按鈕，將進行硬件連接測試。測試成功后（綠燈表示通過，紅燈表示不通過），點擊“開始檢定”按鈕即可。
（3）自動檢定壓力表
點擊“開始檢定”按鈕進入壓力表檢定主界面。
點“清零”可進行系統(tǒng)清零，然后根據(jù)檢定點提示，轉(zhuǎn)動校驗儀手柄使被檢表指針對齊檢定點刻度線，然后按下“測量”按鈕讀取此時的系統(tǒng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值。隨后系統(tǒng)提示輸入輕敲位移（指針變動量），此時可輕敲一下表殼，讀取變動量，輸入對話框。注意，此處指針變動量定義為:輕敲表殼后被檢表示值與輕敲表殼前被檢表示值之差。
系統(tǒng)可自動計算出輕敲后示值、示值誤差、回程誤差數(shù)值，如果計算出的示值大于允許極限誤差，系統(tǒng)會提示是否重檢該點，減少人為誤操作帶來的不便。
檢定完畢后，可點擊“生成證書”和“生成記錄”按鈕來生成相應(yīng)的檢定證書和檢定原始記錄。
（4）查詢檢定數(shù)據(jù)
該軟件具有查詢功能，點擊菜單“查詢”可進入查詢界面，可按“證書編號”、“被檢儀器名稱”、“儀器編號”、“送檢單位”以及“檢定日期”進行查詢，可調(diào)出歷史檢定數(shù)據(jù)，方便壓力表計量周期管理。
（5）檢定信息修改
如檢定信息參數(shù)有誤，可點擊“編輯信息”重新修改。
一、用數(shù)字壓力校驗儀檢定/校準(zhǔn)精密壓力表和普通壓力表
1.數(shù)字壓力校驗儀滿足規(guī)程中對標(biāo)準(zhǔn)器的要求
JJG49-1999、JJG52-1999對標(biāo)準(zhǔn)器作出如下的要求:“5.2.1.1對標(biāo)準(zhǔn)器誤差的要求，標(biāo)準(zhǔn)器允許誤差值應(yīng)不大于被檢表允許誤差值的1/4”，數(shù)字壓力校驗儀（以DH542數(shù)字壓力校驗儀為例，允許誤差為0.025%FS）可滿足相同滿量程范圍0.1級及以下的精密壓力、普通壓力表的檢定及校準(zhǔn)。
2.數(shù)字壓力校驗儀的檢定方法
JG49-1999、JJG52-1999將“示值誤差”定義為:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，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
ΔP=Px-PN
式中:ΔP——壓力檢定點示值誤差；Px——被檢壓力表示值；PN——壓力標(biāo)準(zhǔn)值。
采用活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器，原理為“稱重法”，上式中PN為固定點，被檢定示值按規(guī)程要求進行估讀，故示值誤差中將因人為視差引入一定誤差。采用數(shù)字壓力校驗儀可采用“直接比較法”（或稱“反校法”），即固定被檢表檢定，讀取數(shù)字壓力校驗儀的壓力標(biāo)準(zhǔn)值，這樣可大大消除人為視差，提高檢定系統(tǒng)的準(zhǔn)確度，并且該方法符合規(guī)程中對“示值誤差”的定義。
3.對規(guī)程中“回程誤差”定義的修改
JG49-1999、JJG52-1999將“回程誤差（變差）”定義為:“對同一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后的示值之差”。采用“反校法”后壓力表的回程誤差就僅為升壓和降壓過程中指針變動量之差，體現(xiàn)不出壓力表的變差，無法判斷壓力表的回程誤差是否滿足使用要求，所以建議“回程誤差”定義修改為:“對同一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后的示值誤差之差”。定義更改后以活塞式壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表，回程誤差與定義修改前數(shù)值是一致的，因為公式中壓力標(biāo)準(zhǔn)值作為固定項前后相減消除；而采用數(shù)字壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器，修改后的定義就能十分準(zhǔn)確地表述壓力表的回程誤差含義。
4.對規(guī)程中“輕敲位移”定義的修改
JJG49-1999、JJG52-1999明確規(guī)定，輕敲指針前后示值誤差都應(yīng)被計算，但檢定規(guī)程附錄中檢定記錄模板中僅列出輕敲后被檢表示值，輕敲表殼前示值誤差無法計算。筆者認(rèn)為，只要對規(guī)程中“輕敲位移”的定義稍作修改，就可以計算出輕敲表殼前示值誤差。
根據(jù)JJG49-1999、JJG52-1999中“輕敲位移”的定義:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后引起的指針變動量”，該輕敲位移為值，但實際工作中輕敲后指針有可能向上跳動也有可能向下跳動；如果輕敲位移為值，即便知道輕敲前后示值中任意一個也無法計算出另外一個，所以“輕敲位移”的定義可修改為:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后與輕敲表殼前示值之差”，用公式可表示為
Δ輕敲=Px后-Px前
式中:Px前——輕敲前被檢表示值；Px后——輕敲后被檢表示值；Δ輕敲——輕敲位移。
這樣輕敲位移就有正負之分，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計算出輕敲后的被檢表示值；同理，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計算出輕敲后的被檢表示值。公式如下:
輕敲后被檢表示值:Px后=Px前+Δ輕敲
輕敲前被檢表示值:Px前=Px后-Δ輕敲
5.對規(guī)程中原始記錄模板的修改
采用數(shù)字壓力校驗儀作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表，由于數(shù)字壓力校驗儀升壓和降壓行程壓力標(biāo)準(zhǔn)值不一致，每一個行程都要記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值，這與采用活塞壓力計作為標(biāo)準(zhǔn)器在升壓行程和降壓行程中標(biāo)準(zhǔn)壓力值相等是不同的，所以檢定原始記錄表格應(yīng)作相應(yīng)的修改，在升壓和降壓行程中均要有記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值一欄。
二、用數(shù)字壓力校驗儀實現(xiàn)檢定自動化
壓力表檢定數(shù)據(jù)記錄多，運算繁雜，如能自動記錄數(shù)據(jù)、自動生成檢定記錄、自動計算誤差將大大減輕檢定員的負擔(dān)，同時也可減少人為誤差，提高檢定效率。數(shù)字壓力校驗儀一般都帶有支持RS-232C的標(biāo)準(zhǔn)串行通信口，為自動檢定壓力表實現(xiàn)了可能。下面介紹以DH542數(shù)字壓力校驗儀為標(biāo)準(zhǔn)器開發(fā)的壓力自動檢定軟件，其實現(xiàn)了對精密壓力表以及普通壓力表的自動檢定。
1.軟件概述
軟件名稱為“H542自動壓力檢定系統(tǒng)”，以VB6.0語言為平臺，以VISA函數(shù)庫開發(fā)通用I/O接口。可實現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)自動采集、自動保存，智能判斷檢定數(shù)據(jù)是否合格，自動生成、打印檢定原始記錄、檢定證書，以及建立被檢壓力表信息，可查詢歷史檢定記錄，方便壓力表計量信息管理，原始記錄模板以及檢定證書模板可在Word中自行編制，通用性強。
2.硬件連接
計算機和DH542數(shù)字壓力校驗通過DB9數(shù)據(jù)線連接，如表1所示，相關(guān)參數(shù)設(shè)置如表2所示。
表1硬件連接
表2通信參數(shù)配置
3.軟件的操作
（1）壓力表檢定信息設(shè)置
點擊菜單“壓力表→精密表檢定”，系統(tǒng)將跳出“參數(shù)設(shè)置”窗口，包含“編輯被檢壓力表檢定信息”、“編輯壓力檢定點”以及“檢定數(shù)據(jù)修約”，界面中顯示的是系統(tǒng)默認(rèn)的初始信息。
被檢壓力表信息包括:送檢單位、制造廠、壓力表名稱、型號規(guī)格、出廠編號、計量編號、測量范圍、準(zhǔn)確度等級、zui大允許誤差、分度值等。檢定信息包括:檢定溫度、檢定濕度、檢定依據(jù)、檢定日期、有效期、檢定點、檢定循環(huán)等。數(shù)據(jù)修約根據(jù)規(guī)程要求以及壓力表技術(shù)指標(biāo)，對示值、標(biāo)準(zhǔn)值、指針變動量、示值誤差及回程誤差設(shè)定有效位數(shù)。
數(shù)據(jù)設(shè)定完成后可將數(shù)據(jù)保存為檢定數(shù)據(jù)模板供以后調(diào)用，可節(jié)約編輯檢定信息時間。
（2）硬件連接測試
確認(rèn)檢定信息設(shè)置無誤后，點擊“修改數(shù)據(jù)”按鈕更新檢定信息，“系統(tǒng)測試”按鈕可用，點擊進入“系統(tǒng)測試”界面，可設(shè)置DH542與計算機通信參數(shù)設(shè)置以及標(biāo)準(zhǔn)器信息，點擊“系統(tǒng)測試”按鈕，將進行硬件連接測試。測試成功后（綠燈表示通過，紅燈表示不通過），點擊“開始檢定”按鈕即可。
（3）自動檢定壓力表
點擊“開始檢定”按鈕進入壓力表檢定主界面。
點“清零”可進行系統(tǒng)清零，然后根據(jù)檢定點提示，轉(zhuǎn)動校驗儀手柄使被檢表指針對齊檢定點刻度線，然后按下“測量”按鈕讀取此時的系統(tǒng)壓力標(biāo)準(zhǔn)值。隨后系統(tǒng)提示輸入輕敲位移（指針變動量），此時可輕敲一下表殼，讀取變動量，輸入對話框。注意，此處指針變動量定義為:輕敲表殼后被檢表示值與輕敲表殼前被檢表示值之差。
系統(tǒng)可自動計算出輕敲后示值、示值誤差、回程誤差數(shù)值，如果計算出的示值大于允許極限誤差，系統(tǒng)會提示是否重檢該點，減少人為誤操作帶來的不便。
檢定完畢后，可點擊“生成證書”和“生成記錄”按鈕來生成相應(yīng)的檢定證書和檢定原始記錄。
（4）查詢檢定數(shù)據(jù)
該軟件具有查詢功能，點擊菜單“查詢”可進入查詢界面，可按“證書編號”、“被檢儀器名稱”、“儀器編號”、“送檢單位”以及“檢定日期”進行查詢，可調(diào)出歷史檢定數(shù)據(jù)，方便壓力表計量周期管理。
（5）檢定信息修改
如檢定信息參數(shù)有誤，可點擊“編輯信息”重新修改。
