壓力表自動檢定系統(tǒng)設計與實現(xiàn)
壓力表檢定自動化是當前壓力計量檢測技術發(fā)展的大趨勢，智能壓力校驗儀具有測量精度高、操 作簡單、便于與計算機相連等特點，可實現(xiàn)檢定自動化，特別適合于對各型艦艇上眾多壓力儀表進行檢 定。以智能壓力校驗儀為標準器、以Visual C + + 6.0為軟件開發(fā)平臺，采用反校法構建的壓力表自動 檢定系統(tǒng)，實現(xiàn)了壓力儀表的快速可靠檢定、報表自動生成與檢定數(shù)據管理。
艦船上各型壓力表眾多，壓力表的檢定任務重要 而繁雜，其檢定質量的好壞直接關系到艦船動力系統(tǒng) 的運行以及航行的安全。由于壓力表檢定工作量大， 往往會因壓力表集中送檢使得不能滿足艦船壓力表快 速、安全檢定的要求。而且由于壓力表檢定數(shù)據記錄 多，運算繁雜，大大增加了檢定人員的工作量。如何實 現(xiàn)壓力表快速、高效檢定一直是各級艦艇裝備保障人 員特別是計量檢定人員思考的問題。
壓力表檢定自動化是當前壓力計量檢定技術發(fā)展 的大趨勢，智能壓力校驗儀以其測量精度高、操作簡 單、便于與計算機系統(tǒng)相連而受到壓力檢定人員的歡 迎，并得到越來越廣泛的應用。智能壓力校驗儀帶有支持RS232C/RS422的標準串行通信接U ,為壓力表 自動檢定系統(tǒng)的實現(xiàn)提供了可能。以智能壓力校驗儀 作為標準器的壓力自動檢定系統(tǒng)實現(xiàn)了壓力表檢定工 作的自動記錄數(shù)據、自動計算誤差、自動生成檢定記錄 并打印檢定報表、檢定儀表管理等，極大地減輕了檢定 人員的負擔，減少了檢定過程中的人為誤差，提高了壓 力表的檢定精度與工作效率。
JJG 52 - 1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表 和真空表檢定規(guī)程》以及JJG 49 - 1999《彈簧管式精 密壓力表和真空表》檢定規(guī)程中，標準器是以活塞式 壓力計作為參照進行編寫的，采用該原理的檢定過程 與采用智能壓力校驗儀作為標準器的檢定過程不同。 采用活塞式壓力計作為檢定標準器的檢定原理稱為 “稱重法”，檢定過程中會因人為視差引人一定視誤 差，增大了檢定的不準確性。而采用智能壓力校驗儀 作為檢定標準器檢定壓力表的方法稱為“直接比較 法”，也可稱為“反校法”，該方法將被檢壓力表調至壓 力標準示值，然后讀取智能壓力校驗儀自動給出的壓 力示值,再按反校法進行5類誤差（示值誤差、M程誤差、輕敲位移）計算即可,該方法既提高了檢定效率， 又可消除檢定過程中的人為視差。
1.硬件方案
檢定系統(tǒng)標準器采用HX601智能壓力校驗儀，液 壓源可采用便攜式HX671手動液壓源（0 ~60 MPa)， 便于隨I&應急檢定;也可采用固定液壓臺,各安裝一臺 工作穩(wěn)定、性能優(yōu)良的正壓泵（SC-YBS-F2)與一臺真 空泵（SC-YBS-F1)，實現(xiàn)壓力表正壓與負壓的集中檢 定。圖1所示為檢定系統(tǒng)硬件方案組成框圖。
2.軟件設計
在軟件的可操作性以及軟件操作的舒適性等方面 對應用軟件提出了更高的要求，除期望所用的軟件擁 有強大的功能外,更期望應用軟件盡可能提供一個輕 松、愉快、良好的操作界面。
系統(tǒng)軟件以Visual C + + 6. 0為開發(fā)平臺，采用基 于ODBC的數(shù)據庫管理系統(tǒng)，數(shù)據庫系統(tǒng)采用Mi-crosoft Accesso系統(tǒng)軟件可實現(xiàn)壓力數(shù)據的自動米集 和自動保存，并根據檢定儀表信息智能判斷被檢儀表 是否合格，能自動生成并打印檢定原始記錄和檢定證 書,能建立被檢壓力表信息，可查詢歷史檢定記錄，便 于壓力表檢定信息管理，原始記錄模板以及檢定證書 模板可在Word中自由編輯，靈活方便。圖2所示為 本文所述檢定系統(tǒng)軟件界面組成框圖，采用多級菜單 模式實現(xiàn)儀表的新建檢定、儀表管理、系統(tǒng)設置、幫助 信息等功能。
新建檢定菜單下主要包括儀表信息、普通壓力表、 精密壓力表、壓力變送器、數(shù)字壓力表等頁面;其中儀 表信息頁面主要用于被檢儀表基本信息的填寫、檢定 參數(shù)設置及標準器的選擇;其他頁面則主要用于各型 壓力表的具體檢定操作。儀表管理實現(xiàn)未檢儀表信息 的錄人、已檢儀表信息的查詢及過期儀表查詢等，圖3 所示為儀表管理菜單下的儀表査詢頁面。圖4所示為 系統(tǒng)設置頁面,實現(xiàn)檢定單位、檢定員、標準器、標準器 串口、證書編號等信息管理。圖5所示為系統(tǒng)幫助頁 面，可提供常用檢定規(guī)程查詢、誤差計算及單位換算 等。
3.關鍵技術
3.1誤差確定方法
3.1.1示值誤差
JG 49 - 1999、JJG 52 - 1999中示值誤差定義為：
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準值之差，壓力表示值誤 差可表示為
AP = PX-PN (1)
式中，AP為壓力檢定點示值誤差為被檢壓力表示 值;為壓力標準值。
式（1)所述示值誤差檢定就是所謂的“稱重法”, 即檢定標準器采用活塞式壓力計，式中PN為標準器 固定示值點，被檢定壓力表示值Px按規(guī)程要求進行 估讀，示值誤差會因人為視差引人一定誤差。
本文所述壓力表自動檢定系統(tǒng)采用的“反校法” 則可以消除這一人為視差，提高壓力表的檢定精度。 檢定過程中根據被檢壓力表檢定上限、最小分度設定 適當?shù)臋z定點數(shù)后，將被檢表壓力升壓（或降壓）到壓 力標準示值后,直接讀取智能壓力校驗儀的壓力值，可 大大消除人為視差，提髙檢定系統(tǒng)的準確度，且該方法 符合規(guī)程中對示值誤差的定義。“反校法”壓力表示 值誤差可表示為
= PX - PN
式中,AP為壓力檢定點示值誤差;&為標準器示值; PN為壓力標準值。
3.1.2回程誤差
壓力表在計量檢定過程中，在增壓檢定（正行程） 和減壓檢定（反行程）所有示值點時，輕敲表殼后，兩 次讀數(shù)之差稱為回程誤差，回程誤差小,則表明壓力表 的穩(wěn)定性好，其計量性能可靠?；爻陶`差不能有“ ±” 之分，所得數(shù)為絕對值。JG 49 - 1999、JJ G52 - 1999 中回程誤差定義為：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 用智能壓力校驗儀作為標準器與采用活塞式壓力計作 為標準器有所不同，回程誤差應是對同一檢定點，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。
APh ~ APS 一 APj 式中,AP?為壓力檢定點的回程誤差;A/%為壓力檢定 點升壓示值誤差;AP,為壓力檢定點降壓示值誤差。
采用智能壓力校驗儀作為標準器的檢定方法與原 檢定規(guī)程中對回程誤差的描述不存在矛盾，公式中壓 力標準值作為固定項讀數(shù)在前后相減時已被抵消掉。
3.1.3輕敲位移
JJG49 - 1999 JJG 52 - 1999中輕敲位移的定義
為:對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓(或升丨1-() 檢定時，輕敲表殼后引起的指針變動敁，該輕敲位移為 絕對值，仴實際檢定工作中輕敲后指針M可能|Mj I-.跳 動也有可能向下跳動，如果輕敲位移為絕對俏，即使知 道輕敲前后示值中任意一個也無法計算出另外-個。
本文所述壓力表自動檢定系統(tǒng)對原規(guī)程中輕敲位 移的定義做了以下修改:對每一檢定點，在升丨K (或降 壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲忐殼后與輕敲表克 前標準器示值之差，用公式可表示為
- pm
式中，為輕敲前標準器示值;為輕敲P標準器 示值;為輕敲位移。
3.2檢定數(shù)據記錄、計算與報表打印
設定好儀表基本信息后，進人對應儀表的數(shù)倨檢 定與處理頁面，按照儀表檢定規(guī)程，可實現(xiàn)檢記結果數(shù) 據的自動記錄、f：1動處理、各類誤差實時計兌、檢定報 表生成與檢定證書打印功能，大大提品rn;:力表檢定 效率，消除了人為誤差。此外，軟件還實現(xiàn)了儀灰岑 位、指針偏移穩(wěn)定性、外觀檢杏、等級、證丨s編號等信總 的錄人與管理，結合各類誤差綜合判斷p丨'丨動給定檢 定結論。
系統(tǒng)軟件采用第三方控件（SuperReport. <>cx)實現(xiàn) 了基于Word模板的檢記記錄報表生成、檢定ill:書打 印功能，檢定記錄報表與證書預先以模板的形式存儲 在文件夾中，模板中對應位衩標識相應數(shù)據變最的名 稱，調用打印功能時則可通過控件數(shù)據接丨丨實現(xiàn)實測 數(shù)據對模板中數(shù)據變鼂的替換，從而實現(xiàn)報表與證書 的打印功能。
4.舉例
以檢定一塊量程為0?25 MPa、等級為1.5的彈 簧管式一般壓力表為例，將被檢儀衣迮接到檢定系統(tǒng) 壓力表接口后,按以下3個步驟即可完成檢定。
①參數(shù)設置。在確定檢定點數(shù)、檢定下限和檢定 上限后，填寫儀表其他基本信總并確認，并點i I,?選抒標準 器。圖6所示即為新建檢定儀表的儀表倍息汆人頁面。
②壓力檢定。設定好被檢表參數(shù)后點出?進人杏通 壓力表頁面，依據檢定規(guī)程按先升「1(冉降灰的順序依次 讀取輕敲表殼前與輕敲表殼后的頂力示值。讀取力 表數(shù)值方法是先選中對應數(shù)據表格項，冉點讀取數(shù)據 按鈕實現(xiàn)當前壓力值的讀取與顯示。數(shù)據處部分屮 的允許誤差與測量誤差均由系統(tǒng)動計算并顯示。
③后續(xù)處理。針對軟件頁面中的操作部分，耑要 判斷零位、指針偏移穩(wěn)定性及外觀迠否合格，并自動給 出檢定結論，錄人核審人員及各種時間后點占保存數(shù) 據按鈕實現(xiàn)檢定數(shù)據的保存。圖7所示為儀表筲珂的檢定數(shù)據記錄與處理頁面，點擊打印報表按鈕即可打 印檢定記錄并生成檢定證書，如圖8所示。
5.結束語
以智能壓力校驗儀為標準器和便攜式（固定）液 壓源，以Visual C + +6.0為軟件開發(fā)平臺，采用反校 法構建的壓力表自動檢定系統(tǒng)，實現(xiàn)了壓力儀表的快 速可靠檢定、報表自動生成與檢定數(shù)據管理，保證了系 統(tǒng)操作的便捷、高效。該系統(tǒng)投人應用后，檢定一塊普 通壓力表只需10 min左右，大大提高了檢定效率。
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