壓力表檢定方法改進及自動化實現
2015-11-02
近年來，數字壓力校驗儀以其準確度高、操作簡單、易于攜帶受到壓力檢定人員的歡迎，并得到廣泛的應用。但由于JJG49-1999《彈簧管式精密壓力表和真空表》檢定規程以及JJG52-1999《彈簧管式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規程中，標準器主要是以活塞式壓力計為參照來進行編寫的，故檢定過程與數字壓力計的檢定過程有不一致的地方。筆者現結合實際并在不更改原檢定方法的前提下，提出對規程內容作一些建議性修改，使得以數字壓力校驗儀為標準器更符合檢定壓力表要求，并介紹以VB6.0為平臺開發的自動壓力檢定軟件，供大家參考。
一、用數字壓力校驗儀檢定/校準精密壓力表和普通壓力表
1.數字壓力校驗儀滿足規程中對標準器的要求
JJG49-1999、JJG52-1999對標準器作出如下的要求:“5.2.1.1對標準器誤差的要求，標準器允許誤差絕對值應不大于被檢表允許誤差絕對值的1/4”，數字壓力校驗儀（以DH542數字壓力校驗儀為例，允許誤差為0.025%FS）可滿足相同滿量程范圍0.1級及以下的精密壓力、普通壓力表的檢定及校準。
2.數字壓力校驗儀的檢定方法
JG49-1999、JJG52-1999將“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
ΔP=Px-PN
式中:ΔP——壓力檢定點示值誤差；Px——被檢壓力表示值；PN——壓力標準值。
采用活塞式壓力計作為標準器，原理為“稱重法”，上式中PN為固定點，被檢定示值按規程要求進行估讀，故示值誤差中將因人為視差引入一定誤差。采用數字壓力校驗儀可采用“直接比較法”（或稱“反校法”），即固定被檢表檢定，讀取數字壓力校驗儀的壓力標準值，這樣可大大消除人為視差，提高檢定系統的準確度，并且該方法符合規程中對“示值誤差”的定義。
3.對規程中“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“反校法”后壓力表的回程誤差就僅為升壓和降壓過程中指針變動量之差，體現不出壓力表的變差，無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”。定義更改后以活塞式壓力計作為標準器檢定壓力表，回程誤差與定義修改前數值是一致的，因為公式中壓力標準值作為固定項前后相減消除；而采用數字壓力計作為標準器，修改后的定義就能十分準確地表述壓力表的回程誤差含義。
4.對規程中“輕敲位移”定義的修改
JJG49-1999、JJG52-1999明確規定，輕敲指針前后示值誤差都應被計算，但檢定規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法計算。筆者認為，只要對規程中“輕敲位移”的定義稍作修改，就可以計算出輕敲表殼前示值誤差。
根據JJG49-1999、JJG52-1999中“輕敲位移”的定義:“對每一檢定點，在升壓（或降壓）和降壓（或升壓）檢定時，輕敲表殼后引起的指針變動量”，該輕敲位移為絕對值，但實際工作中輕敲后指針有可能向上跳動也有可能向下跳動；如果輕敲位移為絕對值，即便知道輕敲前后示值中任意一個也無法計算出另外一個，所以“輕敲位移”的定義可修改為:“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之分，如果知道輕敲前被檢表示值，就可計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.對規程中原始記錄模板的修改
采用數字壓力校驗儀作為標準器檢定壓力表，由于數字壓力校驗儀升壓和降壓行程壓力標準值不一致，每一個行程都要記錄標準壓力值，這與采用活塞壓力計作為標準器在升壓行程和降壓行程中標準壓力值相等是不同的，所以檢定原始記錄表格應作相應的修改，在升壓和降壓行程中均要有記錄標準壓力值一欄。
二、用數字壓力校驗儀實現檢定自動化
壓力表檢定數據記錄多，運算繁雜，如能自動記錄數據、自動生成檢定記錄、自動計算誤差將大大減輕檢定員的負擔，同時也可減少人為誤差，提高檢定效率。數字壓力校驗儀一般都帶有支持RS-232C的標準串行通信口，為自動檢定壓力表實現了可能。下面介紹以DH542數字壓力校驗儀為標準器開發的壓力自動檢定軟件，其實現了對精密壓力表以及普通壓力表的自動檢定。
1.軟件概述
軟件名稱為“H542自動壓力檢定系統”，以VB6.0語言為平臺，以VISA函數庫開發通用I/O接口。可實現壓力數據自動采集、自動保存，智能判斷檢定數據是否合格，自動生成、打印檢定原始記錄、檢定證書，以及建立被檢壓力表信息，可查詢歷史檢定記錄，方便壓力表計量信息管理，原始記錄模板以及檢定證書模板可在Word中自行編制，通用性強。
2.硬件連接
計算機和DH542數字壓力校驗通過DB9數據線連接，如表1所示，相關參數設置如表2所示。
表1硬件連接
表2通信參數配置
3.軟件的操作
（1）壓力表檢定信息設置
點擊菜單“壓力表→精密表檢定”，系統將跳出“參數設置”窗口，包含“編輯被檢壓力表檢定信息”、“編輯壓力檢定點”以及“檢定數據修約”，界面中顯示的是系統默認的初始信息。
被檢壓力表信息包括:送檢單位、制造廠、壓力表名稱、型號規格、出廠編號、計量編號、測量范圍、準確度等級、最大允許誤差、分度值等。檢定信息包括:檢定溫度、檢定濕度、檢定依據、檢定日期、有效期、檢定點、檢定循環等。數據修約根據規程要求以及壓力表技術指標，對示值、標準值、指針變動量、示值誤差及回程誤差設定有效位數。
數據設定完成后可將數據保存為檢定數據模板供以后調用，可節約編輯檢定信息時間。
（2）硬件連接測試
確認檢定信息設置無誤后，點擊“修改數據”按鈕更新檢定信息，“系統測試”按鈕可用，點擊進入“系統測試”界面，可設置DH542與計算機通信參數設置以及標準器信息，點擊“系統測試”按鈕，將進行硬件連接測試。測試成功后（綠燈表示通過，紅燈表示不通過），點擊“開始檢定”按鈕即可。
（3）自動檢定壓力表
點擊“開始檢定”按鈕進入壓力表檢定主界面。
點“清零”可進行系統清零，然后根據檢定點提示，轉動校驗儀手柄使被檢表指針對齊檢定點刻度線，然后按下“測量”按鈕讀取此時的系統壓力標準值。隨后系統提示輸入輕敲位移（指針變動量），此時可輕敲一下表殼，讀取變動量，輸入對話框。注意，此處指針變動量定義為:輕敲表殼后被檢表示值與輕敲表殼前被檢表示值之差。
系統可自動計算出輕敲后示值、示值誤差、回程誤差數值，如果計算出的示值大于允許極限誤差，系統會提示是否重檢該點，減少人為誤操作帶來的不便。
檢定完畢后，可點擊“生成證書”和“生成記錄”按鈕來生成相應的檢定證書和檢定原始記錄。
（4）查詢檢定數據
該軟件具有查詢功能，點擊菜單“查詢”可進入查詢界面，可按“證書編號”、“被檢儀器名稱”、“儀器編號”、“送檢單位”以及“檢定日期”進行查詢，可調出歷史檢定數據，方便壓力表計量周期管理。
（5）檢定信息修改
如檢定信息參數有誤，可點擊“編輯信息”重新修改。
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