0 引言
21 世紀，智能傳感器是最具影響力和發(fā)展前景的高新技術，各國都極其重視，出臺了各種鼓勵政策和行業(yè)法規(guī)，以便促進相關行業(yè)的發(fā)展。隨著近幾年工業(yè)智能化自動化的發(fā)展，傳感器的需求也在以每年 5 倍的速度在增加，未來傳感器行業(yè)將是中國最為新興和最具市場前景的行業(yè)。隨著中國工業(yè)產業(yè)生產自動化規(guī)模不斷擴大，傳統(tǒng)的傳感器已經無法適應工業(yè)自動化的需要，工業(yè)自動化對高質量、高精度傳感器產品有著強烈的需求。在此大環(huán)境下，全自動壓力校準系統(tǒng)對于傳感器的質量及產能的提升，都有著極為重要的意義。
1 高精度全自動壓力校驗系統(tǒng)
1.1 系統(tǒng)簡介
高精度全自動壓力校驗系統(tǒng)是實現全自動高低溫、高低壓、老化、篩選和檢測的自動控制系統(tǒng)。其通過計算機進行自動控制，以此產生所需要的高精度標準壓力，通過專用工裝接口傳遞到被標準化被檢設備或工作腔體，數據采集單元自動采集被校設備的響應數據，實現壓力設備的自動檢測，并自動記錄、存儲、計算校準數據，根據指令打印原始記錄或檢定 ( 校準 ) 證書。詳見圖 1 系統(tǒng)工作流程圖。
1.2 依據標準
依據 JJG 860-2015《壓力傳感器》檢定規(guī)程；JJG 882-2004《壓力變送器》檢定規(guī)程；JJG 875—2005《數字壓力計》檢定規(guī)程；JJG 1107-2015《自動標準壓力發(fā)生器》檢定規(guī)程。
圖 1 校驗系統(tǒng)工作流程圖
1.3 硬件要求
高精度全自動壓力校驗系統(tǒng)的主要功能有：自動設定溫度點及上升時間（如恒溫箱有此功能）；自動設定壓力控制點；具有良好、簡潔的人機操作中文界面；試驗臺整體為可移動式（氣瓶、打印機除外），所有設備均固定安裝在試驗臺上，外形美觀，實現各組成部件的系統(tǒng)集成，實現電路和氣路的內部連接；如圖 2 所示。
圖 2 定制機柜（系統(tǒng)）
1）數據采集單元
數字多用表是數據采集單元的核心部件，用于采集被校壓力傳感器 / 壓力變送器的輸出信號，并傳送到計算機進行數據處理。為保證采樣準確度，數字多用表選用參數為：測量準確度為 ±（0.003 5%示值 + 0.000 5% 量程）；特點為：3 臥槽具有內置 6位半數字多用表和 8 種開關及控制式插入模塊，可以測量和轉換 11 種不同的輸入信號：溫度（熱電偶，RTD 和熱敏電阻）；直流 / 交流電壓；2 線 /4 線電阻、頻率和周期；直流 / 交流電流。系統(tǒng)最多可測試 60個壓力傳感器（變送器）的電壓信號、溫補電阻特殊短接方式的全自動測試。
2）中低壓控制臺（可移動控制臺）
為滿足檢測的需要，采用模塊化系統(tǒng)集成結構，除打印機、氣瓶以外，系統(tǒng)硬件設備全部安裝在主機控制臺上；全部硬件含真空泵、20 路采集器、電源、工控機、中低壓校驗儀等固定安裝較牢固、可靠；帶可調供電電源給變送器和電源控制箱使用方便；不銹鋼臺面清潔方便；帶輪子方便擺放和移動；可調向轉接頭方便使用，避免被檢設備觀看角度不適合帶來誤差；控制臺上安裝有高壓氣體過濾器。
3）隔膜真空泵
極限壓強 <200 Pa，抽吸速度 >33 L/min；采用德國的無油低噪聲隔膜真空泵，可直接安裝在機柜中。優(yōu)點是體積小，質量輕，真空穩(wěn)定，易于控制。技術指標為：抽吸速度 2.3 m3/h；最終壓強 <7 500 Pa；電源 220 V。
4 ）定制工裝（安裝被測傳感器）
考慮設備的快捷安裝及密封性，根據實際情況采用訂制工裝及接頭。多路工裝設計，實現模塊化，易于組合，更可實現多路自由組合。采用多路定制工裝提高了測試的可靠性，多模塊設計后，不會因某個工裝模塊出現故障而影響系統(tǒng)的工作測試。還采用多路定制工裝提高了測試的安全性。在做測試時，以設計一個 20 路密封腔體為例，如密封墊片，如果尺寸過長就會導致漏氣等現象，而采用多模塊化的設計，將很大程度減少漏氣的概率，提高測試的安全性能。
2 高精度全自動壓力校驗軟件要求
高精度全自動壓力控制軟件，是通過 RS232 接口或以太網口對壓力校驗儀、高低溫環(huán)境箱（溫箱需要提供接口協(xié)議標準或報文格式）等進行自動控制，在給定壓力和溫度范圍內按國家檢定規(guī)程對 1-20路壓力傳感器或變送器同時進行全自動檢測。具備數據采集、數據處理、數據存儲、按指定格式打印檢測報告和檢測曲線顯示功能；有壓力控制數據輸入錯誤提示和保護功能。
1）壓力源自動控制：滿足要求，即在用戶選定壓力范圍后，系統(tǒng)將自動按國家檢定規(guī)程中對傳感器 / 變送器的要求進行加壓和降壓。
2）數據采集：對 1-20 路傳感器 / 變送器的輸出進行自動采集、自動儲存和自動處理測試數據。
3）數據存儲：可將測試數據及被檢傳感器 / 變送器的信息按文本格式進行存儲。
4）數據處理：可按照國家檢定規(guī)程或校準規(guī)范有關要求自動處理測試數據。
5）數據打�。嚎蓪z定 / 校準結果按照用戶要求的格式打印。
6）測試曲線顯示：可將檢定 / 校準結果和過程以曲線的方式直觀地在線顯示在計算機屏幕上。
7）軟件可提供的保護功能包括：可自動判定系統(tǒng)壓力是否穩(wěn)定，并具備顯示功能。
3 高精度全自動壓力校準系統(tǒng)的優(yōu)勢
全套系統(tǒng)基于“工業(yè) 4.0 及智慧計量”的概念出發(fā)，高精度全自動壓力校準系統(tǒng)實現機械自動化生產及校準，相比國內校準系統(tǒng)，實現了高精度（0.01級）的優(yōu)勢，提高了產品出廠的性能（全自動修正系統(tǒng)，工業(yè) 4.0）、校準的準確度（智慧計量）；相對國外全自動化系統(tǒng)，其優(yōu)勢是性價比高，價格只是國外產品的一半；適用領域廣，國外產品只能適用自己的某種壓力標準器且無法實現按照我國技術規(guī)范的要求自動檢（校）。全自動校準系統(tǒng)適合各類壓力標準器，甚至可以擴展到溫度、流量等其他領域的全自動校準。通過努力，可以讓更多的企業(yè)實現自動化生產，讓更多的計量行業(yè)實現自動化校準�，F今，根據用戶的需求，為高精度全自動壓力校準系統(tǒng)配套了自主研發(fā)的多路氣體切換系統(tǒng)、定制工裝、配套軟件，整套系統(tǒng)已成功應用于壓力儀器儀表生產、壓力計量檢定和計量校準等行業(yè)。此項技術已在流量、溫度、液位等各個計量專業(yè)領域推廣應用，目前，已成功地為一些企業(yè)、高校和一些大的技術機構做成溫度、流量高精度全自動校準系統(tǒng)，經試用，得到用戶很好的反響。
4 結語
我國儀器儀表工業(yè)在起步較晚的情況下，經過20 多年不懈的努力，成為常用儀器儀表的生產大國，研發(fā)和生產體系也日益健全�，F階段工業(yè)智能化正在悄然引領著儀器儀表行業(yè)變革，順應趨勢的發(fā)展， 作為傳感器生產企業(yè)服務的自主創(chuàng)業(yè)公司，用更優(yōu)的校準方法節(jié)約更多的人力物力，是我們一直為之奮斗的目標。
目前，全自動化壓力校驗系統(tǒng)主要應用在計量方面，并在此基礎上進行推廣和優(yōu)化。后期，會依托定制化軟硬件，把全自動化校準系統(tǒng)發(fā)展到各個需要的其他領域。
參考文獻
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