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壓力效驗(yàn)臺(tái)

壓力效驗(yàn)臺(tái)檢定系統(tǒng)是工業(yè)上常用的壓力儀表。它能感知壓力并將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成可傳輸?shù)臉?biāo)準(zhǔn)輸出信號(hào)，如4~20mA電流信號(hào)或1~5V電壓信號(hào)。輸出信號(hào)和壓力變量之間存在給定的函數(shù)關(guān)系，通常是線性的。壓力變送器主要用于工業(yè)過程中壓力參數(shù)的測(cè)量和控制。**應(yīng)用于航空、航天、石油、化工、冶金等行業(yè)。


隨著工業(yè)自動(dòng)化進(jìn)程的加快，壓力變送器的應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，其計(jì)量檢定和現(xiàn)場(chǎng)檢定工作量也越來越大。目前，壓力變送器的計(jì)量檢定主要有兩種方法：一種是用活塞式壓力表將壓力值溯源至質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，另一種是用砝碼進(jìn)行檢定。活塞式壓力表測(cè)量精度高，穩(wěn)定性好，但體積大，便攜性差。由于重量的限制，壓力測(cè)量值不容易連續(xù)測(cè)量。


另一種是基于標(biāo)準(zhǔn)儀表法的全自動(dòng)壓力校準(zhǔn)裝置。該裝置實(shí)現(xiàn)了壓力變送器校驗(yàn)的自動(dòng)化，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了工作效率；但也存在一些不足：如價(jià)格昂貴，普通用戶負(fù)擔(dān)不起；針對(duì)目前壓力變送器檢定裝置存在的問題，設(shè)計(jì)了一種便攜式壓力變送器檢定系統(tǒng)。



系統(tǒng)采用帶壓力桿結(jié)構(gòu)的臺(tái)式壓力泵作為壓力發(fā)生裝置，采用標(biāo)準(zhǔn)表法檢定原理，以高精度智能壓力表為標(biāo)準(zhǔn)表，以LabVIEW為軟件平臺(tái)，完成壓力變送器的信號(hào)采集和壓力值計(jì)算，讀取標(biāo)準(zhǔn)表的壓力值，*終完成壓力變送器的信號(hào)采集、誤差計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、報(bào)表打印等。整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便，便于攜帶。特別適用于壓力變送器的現(xiàn)場(chǎng)校驗(yàn)和校準(zhǔn)，可大大提高工作效率。

系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；整個(gè)系統(tǒng)由壓力發(fā)生裝置、標(biāo)準(zhǔn)儀表、數(shù)據(jù)采集卡、計(jì)算機(jī)等組成，壓力發(fā)生器；壓力發(fā)生器為臺(tái)式壓力泵，包括液體高壓泵和氣體壓力泵，采用開式壓桿結(jié)構(gòu)。液體壓力泵采用油介質(zhì)或蒸餾水提供穩(wěn)定的壓力源，可產(chǎn)生高；壓力，*高壓可達(dá)60MPa。


氣壓泵以空氣為介質(zhì)，主要用于校驗(yàn)6MPa以下的壓力儀表。其結(jié)構(gòu)如圖2所示。整個(gè)裝置由加壓桿、儀表接頭、壓力微調(diào)手柄、壓力截止閥、泄壓閥等部件組成。將標(biāo)準(zhǔn)壓力儀表和被測(cè)壓力儀表連接到內(nèi)螺紋接頭上，關(guān)閉泄壓閥，打開壓力截止閥，輕輕操作增壓桿，接近所需壓力后停止增壓，關(guān)閉壓力截止閥，將壓力微調(diào)手柄調(diào)整至所需壓力。

標(biāo)準(zhǔn)壓力表；標(biāo)準(zhǔn)壓力表采用高精度數(shù)字壓力表，如圖3所示。壓力測(cè)量的準(zhǔn)確度為±0.5%05。可根據(jù)檢定要求選擇不同量程的標(biāo)準(zhǔn)儀表。儀器具有RS232通訊接口，可通過標(biāo)準(zhǔn)RS232電纜與計(jì)算機(jī)連接。在設(shè)定儀器地址和波特率后，上位機(jī)完成數(shù)據(jù)采集和分析。標(biāo)準(zhǔn)壓力表采用大容量鋰電池供電技術(shù)和低功耗技術(shù)設(shè)計(jì)，解決了便攜式儀器連續(xù)使用時(shí)間太短的問題，并能在驗(yàn)證過程中提供足夠的連續(xù)服務(wù)時(shí)間而不需要頻繁收費(fèi)。

登錄界面和主界面的設(shè)計(jì)；登錄界面采用密碼登錄方式，如圖5所示。擁有不同權(quán)限的人只能執(zhí)行不同的操作和修改。例如，普通核查人員可以完成普通核查工作、數(shù)據(jù)查看、打印等；工程師或管理人員可以完成程序的修改等，主界面主要完成用戶信息注冊(cè)、查看數(shù)據(jù)信息、進(jìn)入工作界面、，退出系統(tǒng)等。

檢定規(guī)程；檢定規(guī)程主要依據(jù)壓力變送器檢定規(guī)程完成壓力變送器的計(jì)量檢定。該程序的主要功能包括信號(hào)采集、驗(yàn)證點(diǎn)理論值計(jì)算、基本誤差計(jì)算、返回誤差計(jì)算、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和打印等。LabVIEW程序設(shè)計(jì)如圖6所示。壓力變送器的輸出信號(hào)通過數(shù)據(jù)采集卡，利用LabVIEW的visa接口實(shí)現(xiàn)與 USB 的數(shù)據(jù)通信。標(biāo)準(zhǔn)表的壓力值和電流值的讀取通過RS232串行通信實(shí)現(xiàn)，并通過 USB 接口與計(jì)算機(jī)連接，實(shí)現(xiàn)壓力變送器校驗(yàn)的基本誤差和返回誤差的計(jì)算。

校驗(yàn)測(cè)試與分析；經(jīng)驗(yàn)證的壓力變送器型號(hào)為prc905，量程為0~400kPa，輸出信號(hào)為4~20mA標(biāo)準(zhǔn)電流，精度為1%。根據(jù)《壓力變送器檢定規(guī)程》，檢定點(diǎn)的選擇應(yīng)按量程均勻分布。一般情況下，上限值和下限值（或附近10個(gè)輸入范圍內(nèi)）不少于5點(diǎn)。因此，選擇的檢定點(diǎn)為0kpa、100KPA、200KPa、300kPa和400kPa；根據(jù)檢定規(guī)程，輸出信號(hào)為4~20mA的一級(jí)電動(dòng)壓力變送器的*大允許誤差和*大允許返回誤差分別為0.16ma和0.128ma，壓力變送器合格。整個(gè)驗(yàn)證過程快速方便。

結(jié)論；壓力效驗(yàn)臺(tái)驗(yàn)證試驗(yàn)表明，該驗(yàn)證系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集和計(jì)算，測(cè)量精度高，操作簡(jiǎn)單，便于攜帶。適用于工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)壓力變送器和壓力儀表的檢定和校準(zhǔn)，可大大提高檢定人員的檢定效率。