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        《JJG882 －2015 壓力變送器檢定規(guī)程》中定義:壓力變送器是一種將壓力變量轉(zhuǎn)換為可傳送的標(biāo)化輸出信號的儀表，而且其輸出信號與壓力變量之間有一給定的連續(xù)函數(shù)關(guān)系(通常為線性函數(shù))。主要用于工業(yè)過程壓力參數(shù)的測量和控制，差壓變送器常用于流量的測量。壓力變送器自動化檢定系統(tǒng)應(yīng)用 Fluke PPC4 動態(tài)控制精密壓力源，利用六位半數(shù)字多用表 KEITHLEY 34401采集變送器實(shí)時輸出的 mA 值，通過 iPlot 控件繪出實(shí)時壓力、mA、%曲線，并參照變送器線性輸出特性，繪制出線性度示圖及滿量程誤差趨勢圖，下圖 1 為系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。

 

1 PPC4 壓力控制器

        PPC4 是一款單機(jī)壓力控制器，適用于設(shè)置和控制氣體壓力至一個密閉的容器，常見于壓力測量儀器的校準(zhǔn)和測試。其內(nèi)部配有高精度石英標(biāo)準(zhǔn)壓力傳感器，使其能夠以非常低的測量不確定度來測量壓力。PPC4 可以由用戶使用前面板的顯示屏、鍵盤和功能鍵進(jìn)行本地操作控制，或者通過一臺計算機(jī)利用 ＲS232 接口或 IEEE －488. 2 接口采用 ASCII 字符命令進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。例如，遠(yuǎn)程設(shè)置壓力命令:“PS n (，V)”發(fā)送 “PS 1000”即遠(yuǎn)程操作 PPC4 輸出標(biāo)準(zhǔn)1000. 000 kPa 壓力值。

 

2 34401 數(shù)字多用表

        KEITHLEY 34401 是一款高性能六位半數(shù)字多用表。可以進(jìn)行手動測試或自動測試，自動測試情況下，需將儀表與 PC 通過 ＲS232 或 GPIB488 調(diào)試線連接，并將儀表設(shè)置為 Ｒemote 遠(yuǎn)程工作模式。34401 本身支持 SC-PI 語言，SCPI 是一種用于儀表自動化測試的標(biāo)準(zhǔn)命令格式。如:

VaComm1 － ＞ WriteText("*IDN? n"); 命令可以讀取儀表的硬件版本、軟件版本、產(chǎn)品序列號等信息;Va-Comm1 － ＞ WriteText("*ＲSTn"); 命令可以遠(yuǎn)程重啟34401 設(shè)備;VaComm1 － ＞ WriteText( " SYSTem:ＲEMote n");命令讓 34401 處于遠(yuǎn)程工作模式。

 

3 自動化檢定程

        壓力變送器自動化檢定系統(tǒng)的核心技術(shù)在于系統(tǒng)的上位機(jī)軟件部分，在表格控件中動態(tài)添加“采集”按鍵功能，點(diǎn)擊采集即可以將當(dāng)前壓力點(diǎn)變送器的實(shí)時輸出mA 值采集到按鍵所在的表格中，界面直觀且易于操作。if (AdvStringGrid1 － ＞ HasButton(ACol，AＲow) == false){AdvStringGrid1 － ＞ AddButton ( ACol，AＲow，60，18，"采集"，haCenter，Advgrid::vaCenter);}

 

        圖 2 為檢定壓力點(diǎn)輸出 mA 的上位機(jī)采集部分界面圖，圖 3 為壓力變送器檢定報告圖。

 

        曲線控件可以逐個標(biāo)注出橫坐標(biāo)為壓力值，縱坐標(biāo)為電流值的檢定點(diǎn)，依次在圖上標(biāo)注出來，理論上壓力量程百分比與電流輸出百分比是等值的，即圖中紅線為 45度夾角的直線。出于傳感器自身誤差、溫漂及 mA 輸出精度影響，檢定點(diǎn)會在紅線周圍分布，由此可以直觀的看出變送器的線性化輸出特性，對于單好的傳感器可以利用#小二乘法擬合出線性方程繪制，如圖 4 中紅色直線。

 

double P，mA; / /繪制壓力點(diǎn)

/ /iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ AddＲow(); / /地衣點(diǎn)

P = 0. 5 + random(30) /1000. 0;

mA = 7. 2 + random(50) /100. 0;

iXYPlot1 － ＞ Channel［1］－ ＞ AddXY(P，mA);

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［0］［0］ = 1;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［1］［0］ = P;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［2］［0］ = mA;

/ /2 點(diǎn)

 

/ /iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ AddＲow();

P = 1. 0 + random(30) /1000. 0;

mA = 10. 4 + random(50) /100. 0;

iXYPlot1 － ＞ Channel［1］－ ＞ AddXY(P，mA);

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［0］［1］ = 2;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［1］［1］ = P;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［2］［1］ = mA;

……

 

        圖 5 為檢定系統(tǒng)實(shí)時多通道采集曲線圖，根據(jù)各個通道的量程分別設(shè)置坐標(biāo)上下限值，如壓力(0 ～ 2. 5)Mpa、電流(4. 0 ～ 20. 0)mA、百分比(0 ～ 100. 0)%，三個通道的橫坐標(biāo)都是系統(tǒng)的當(dāng)前時間。

iAnalogDisplay1 － ＞ Value = P;

iAnalogDisplay2 － ＞ Value = mA;

iAnalogDisplay3 － ＞ Value = percent;

iPlot2 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddYNow(P);

iPlot2 － ＞ Channel［1］－ ＞ AddYNow(mA);

iPlot2 － ＞ Channel［2］－ ＞ AddYNow(percent);

 

        當(dāng)表格中的多個壓力點(diǎn)采集完成后，依據(jù)《JJG882 －2015 壓力變送器檢定規(guī)程》對單點(diǎn)的系統(tǒng)誤差、上下行程回差及整個檢定過程多點(diǎn)的系統(tǒng)誤差及回差進(jìn)行計算，上下行程誤差以繪圖的方式顯示在圖 6 所示的誤差分析曲線圖中。

double x;

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(0，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(25，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(50，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(75，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(100，x);

 

4 結(jié)論

        應(yīng)用 iPlot 控件編寫出了壓力變送器檢定上位機(jī)軟件，并且應(yīng)用 Fluke PPC4 動態(tài)控制精密壓力源，利用六位半數(shù)字多用表 KEITHLEY 34401 采集變送器實(shí)時輸出的mA 值，以系統(tǒng)集成方式完成了壓力變送器自動檢定系統(tǒng)。