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無(wú)錫市科華儀表科技有限公司
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壓力表檢定方法改進(jìn)及自動(dòng)化實(shí)現(xiàn)
2011-1-6 閱讀(4929)
近年來(lái)，數(shù)字壓力校驗(yàn)儀以其準(zhǔn)確度高、操作簡(jiǎn)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(jì)為參照來(lái)進(jìn)行編寫(xiě)的，故檢定過(guò)程與數(shù)字壓力計(jì)的檢定過(guò)程有不一致的地方。筆者現(xiàn)結(jié)合實(shí)際并在不更改原檢定方法的前提下，提出對(duì)規(guī)程內(nèi)容作一些建議性修改，使得以數(shù)字壓力校驗(yàn)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(tái)開(kāi)發(fā)的自動(dòng)壓力檢定軟件，供大家參考。
一、用數(shù)字壓力校驗(yàn)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(yàn)儀滿足規(guī)程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的要求
JJG49-1999、JJG52-1999對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器作出如下的要求:“5.2.1.1對(duì)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(yàn)儀（以DH542數(shù)字壓力校驗(yàn)儀為例，允許誤差為0.025%FS）可滿足相同滿量程范圍0.1級(jí)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(yàn)儀的檢定方法
JG49-1999、JJG52-1999將“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
ΔP=Px-PN
式中:ΔP——壓力檢定點(diǎn)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(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，原理為“稱重法”，上式中PN為固定點(diǎn)，被檢定示值按規(guī)程要求進(jìn)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(yàn)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(yàn)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(duì)“示值誤差”的定義。
3.對(duì)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(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“反校法”后壓力表的回程誤差就僅為升壓和降壓過(guò)程中指針變動(dòng)量之差，體現(xiàn)不出壓力表的變差，無(wú)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(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”。定義更改后以活塞式壓力計(jì)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?yàn)楣街袎毫?biāo)準(zhǔn)值作為固定項(xiàng)前后相減消除；而采用數(shù)字壓力計(jì)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(duì)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(jì)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(wú)法計(jì)算。筆者認(rèn)為，只要對(duì)規(guī)程中“輕敲位移”的定義稍作修改，就可以計(jì)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(duì)每一檢定點(diǎn)，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時(shí)，輕敲表殼后引起的指針變動(dòng)量”，該輕敲位移為值，但實(shí)際工作中輕敲后指針有可能向上跳動(dòng)也有可能向下跳動(dòng)；如果輕敲位移為值，即便知道輕敲前后示值中任意一個(gè)也無(wú)法計(jì)算出另外一個(gè)，所以“輕敲位移”的定義可修改為:“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(fù)之分，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計(jì)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(jì)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(duì)規(guī)程中原始記錄模板的修改
采用數(shù)字壓力校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表，由于數(shù)字壓力校驗(yàn)儀升壓和降壓行程壓力標(biāo)準(zhǔn)值不一致，每一個(gè)行程都要記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值，這與采用活塞壓力計(jì)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(yàn)儀實(shí)現(xiàn)檢定自動(dòng)化
壓力表檢定數(shù)據(jù)記錄多，運(yùn)算繁雜，如能自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成檢定記錄、自動(dòng)計(jì)算誤差將大大減輕檢定員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也可減少人為誤差，提高檢定效率。數(shù)字壓力校驗(yàn)儀一般都帶有支持RS-232C的標(biāo)準(zhǔn)串行通信口，為自動(dòng)檢定壓力表實(shí)現(xiàn)了可能。下面介紹以DH542數(shù)字壓力校驗(yàn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器開(kāi)發(fā)的壓力自動(dòng)檢定軟件，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)精密壓力表以及普通壓力表的自動(dòng)檢定。
1.軟件概述
軟件名稱為“H542自動(dòng)壓力檢定系統(tǒng)”，以VB6.0語(yǔ)言為平臺(tái)，以VISA函數(shù)庫(kù)開(kāi)發(fā)通用I/O接口?？蓪?shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)保存，智能判斷檢定數(shù)據(jù)是否合格，自動(dòng)生成、打印檢定原始記錄、檢定證書(shū)，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(jì)量信息管理，原始記錄模板以及檢定證書(shū)模板可在Word中自行編制，通用性強(qiáng)。
2.硬件連接
計(jì)算機(jī)和DH542數(shù)字壓力校驗(yàn)通過(guò)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
?。?）壓力表檢定信息設(shè)置
點(diǎn)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(diǎn)”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(hào)規(guī)格、出廠編號(hào)、計(jì)量編號(hào)、測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度等級(jí)、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(diǎn)、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(duì)示值、標(biāo)準(zhǔn)值、指針變動(dòng)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(shí)間。
?。?）硬件連接測(cè)試
確認(rèn)檢定信息設(shè)置無(wú)誤后，點(diǎn)擊“修改數(shù)據(jù)”按鈕更新檢定信息，“系統(tǒng)測(cè)試”按鈕可用，點(diǎn)擊進(jìn)入“系統(tǒng)測(cè)試”界面，可設(shè)置DH542與計(jì)算機(jī)通信參數(shù)設(shè)置以及標(biāo)準(zhǔn)器信息，點(diǎn)擊“系統(tǒng)測(cè)試”按鈕，將進(jìn)行硬件連接測(cè)試。測(cè)試成功后（綠燈表示通過(guò)，紅燈表示不通過(guò)），點(diǎn)擊“開(kāi)始檢定”按鈕即可。
（3）自動(dòng)檢定壓力表
點(diǎn)擊“開(kāi)始檢定”按鈕進(jìn)入壓力表檢定主界面。
點(diǎn)“清零”可進(jìn)行系統(tǒng)清零，然后根據(jù)檢定點(diǎn)提示，轉(zhuǎn)動(dòng)校驗(yàn)儀手柄使被檢表指針對(duì)齊檢定點(diǎn)刻度線，然后按下“測(cè)量”按鈕讀取此時(shí)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(dòng)量），此時(shí)可輕敲一下表殼，讀取變動(dòng)量，輸入對(duì)話框。注意，此處指針變動(dòng)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(dòng)計(jì)算出輕敲后示值、示值誤差、回程誤差數(shù)值，如果計(jì)算出的示值大于允許極限誤差，系統(tǒng)會(huì)提示是否重檢該點(diǎn)，減少人為誤操作帶來(lái)的不便。
檢定完畢后，可點(diǎn)擊“生成證書(shū)”和“生成記錄”按鈕來(lái)生成相應(yīng)的檢定證書(shū)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(diǎn)擊菜單“查詢”可進(jìn)入查詢界面，可按“證書(shū)編號(hào)”、“被檢儀器名稱”、“儀器編號(hào)”、“送檢單位”以及“檢定日期”進(jìn)行查詢，可調(diào)出歷史檢定數(shù)據(jù)，方便壓力表計(jì)量周期管理。
?。?）檢定信息修改
如檢定信息參數(shù)有誤，可點(diǎn)擊“編輯信息”重新修改。
一、用數(shù)字壓力校驗(yàn)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(yàn)儀滿足規(guī)程中對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器的要求
JJG49-1999、JJG52-1999對(duì)標(biāo)準(zhǔn)器作出如下的要求:“5.2.1.1對(duì)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(yàn)儀（以DH542數(shù)字壓力校驗(yàn)儀為例，允許誤差為0.025%FS）可滿足相同滿量程范圍0.1級(jí)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(yàn)儀的檢定方法
JG49-1999、JJG52-1999將“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
ΔP=Px-PN
式中:ΔP——壓力檢定點(diǎn)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(jì)作為標(biāo)準(zhǔn)器，原理為“稱重法”，上式中PN為固定點(diǎn)，被檢定示值按規(guī)程要求進(jìn)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(yàn)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(yàn)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(duì)“示值誤差”的定義。
3.對(duì)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(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“反校法”后壓力表的回程誤差就僅為升壓和降壓過(guò)程中指針變動(dòng)量之差，體現(xiàn)不出壓力表的變差，無(wú)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(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”。定義更改后以活塞式壓力計(jì)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?yàn)楣街袎毫?biāo)準(zhǔn)值作為固定項(xiàng)前后相減消除；而采用數(shù)字壓力計(jì)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(duì)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(jì)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(wú)法計(jì)算。筆者認(rèn)為，只要對(duì)規(guī)程中“輕敲位移”的定義稍作修改，就可以計(jì)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(duì)每一檢定點(diǎn)，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時(shí)，輕敲表殼后引起的指針變動(dòng)量”，該輕敲位移為值，但實(shí)際工作中輕敲后指針有可能向上跳動(dòng)也有可能向下跳動(dòng)；如果輕敲位移為值，即便知道輕敲前后示值中任意一個(gè)也無(wú)法計(jì)算出另外一個(gè)，所以“輕敲位移”的定義可修改為:“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(fù)之分，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計(jì)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(jì)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(duì)規(guī)程中原始記錄模板的修改
采用數(shù)字壓力校驗(yàn)儀作為標(biāo)準(zhǔn)器檢定壓力表，由于數(shù)字壓力校驗(yàn)儀升壓和降壓行程壓力標(biāo)準(zhǔn)值不一致，每一個(gè)行程都要記錄標(biāo)準(zhǔn)壓力值，這與采用活塞壓力計(jì)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(yàn)儀實(shí)現(xiàn)檢定自動(dòng)化
壓力表檢定數(shù)據(jù)記錄多，運(yùn)算繁雜，如能自動(dòng)記錄數(shù)據(jù)、自動(dòng)生成檢定記錄、自動(dòng)計(jì)算誤差將大大減輕檢定員的負(fù)擔(dān)，同時(shí)也可減少人為誤差，提高檢定效率。數(shù)字壓力校驗(yàn)儀一般都帶有支持RS-232C的標(biāo)準(zhǔn)串行通信口，為自動(dòng)檢定壓力表實(shí)現(xiàn)了可能。下面介紹以DH542數(shù)字壓力校驗(yàn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器開(kāi)發(fā)的壓力自動(dòng)檢定軟件，其實(shí)現(xiàn)了對(duì)精密壓力表以及普通壓力表的自動(dòng)檢定。
1.軟件概述
軟件名稱為“H542自動(dòng)壓力檢定系統(tǒng)”，以VB6.0語(yǔ)言為平臺(tái)，以VISA函數(shù)庫(kù)開(kāi)發(fā)通用I/O接口?？蓪?shí)現(xiàn)壓力數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、自動(dòng)保存，智能判斷檢定數(shù)據(jù)是否合格，自動(dòng)生成、打印檢定原始記錄、檢定證書(shū)，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(jì)量信息管理，原始記錄模板以及檢定證書(shū)模板可在Word中自行編制，通用性強(qiáng)。
2.硬件連接
計(jì)算機(jī)和DH542數(shù)字壓力校驗(yàn)通過(guò)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
?。?）壓力表檢定信息設(shè)置
點(diǎn)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(diǎn)”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(hào)規(guī)格、出廠編號(hào)、計(jì)量編號(hào)、測(cè)量范圍、準(zhǔn)確度等級(jí)、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(diǎn)、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(duì)示值、標(biāo)準(zhǔn)值、指針變動(dòng)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(shí)間。
?。?）硬件連接測(cè)試
確認(rèn)檢定信息設(shè)置無(wú)誤后，點(diǎn)擊“修改數(shù)據(jù)”按鈕更新檢定信息，“系統(tǒng)測(cè)試”按鈕可用，點(diǎn)擊進(jìn)入“系統(tǒng)測(cè)試”界面，可設(shè)置DH542與計(jì)算機(jī)通信參數(shù)設(shè)置以及標(biāo)準(zhǔn)器信息，點(diǎn)擊“系統(tǒng)測(cè)試”按鈕，將進(jìn)行硬件連接測(cè)試。測(cè)試成功后（綠燈表示通過(guò)，紅燈表示不通過(guò)），點(diǎn)擊“開(kāi)始檢定”按鈕即可。
（3）自動(dòng)檢定壓力表
點(diǎn)擊“開(kāi)始檢定”按鈕進(jìn)入壓力表檢定主界面。
點(diǎn)“清零”可進(jìn)行系統(tǒng)清零，然后根據(jù)檢定點(diǎn)提示，轉(zhuǎn)動(dòng)校驗(yàn)儀手柄使被檢表指針對(duì)齊檢定點(diǎn)刻度線，然后按下“測(cè)量”按鈕讀取此時(shí)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(dòng)量），此時(shí)可輕敲一下表殼，讀取變動(dòng)量，輸入對(duì)話框。注意，此處指針變動(dòng)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(dòng)計(jì)算出輕敲后示值、示值誤差、回程誤差數(shù)值，如果計(jì)算出的示值大于允許極限誤差，系統(tǒng)會(huì)提示是否重檢該點(diǎn)，減少人為誤操作帶來(lái)的不便。
檢定完畢后，可點(diǎn)擊“生成證書(shū)”和“生成記錄”按鈕來(lái)生成相應(yīng)的檢定證書(shū)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(diǎn)擊菜單“查詢”可進(jìn)入查詢界面，可按“證書(shū)編號(hào)”、“被檢儀器名稱”、“儀器編號(hào)”、“送檢單位”以及“檢定日期”進(jìn)行查詢，可調(diào)出歷史檢定數(shù)據(jù)，方便壓力表計(jì)量周期管理。
?。?）檢定信息修改
如檢定信息參數(shù)有誤，可點(diǎn)擊“編輯信息”重新修改。
