21 世紀(jì)，智能傳感器是最具影響力和發(fā)展前景的高新技術(shù)，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(jìn)相關(guān)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(chǎn)業(yè)生產(chǎn)自動化規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)無法適應(yīng)工業(yè)自動化的需要，工業(yè)自動化對高質(zhì)量、高精度傳感器產(chǎn)品有著強(qiáng)烈的需求。在此大環(huán)境下，全自動壓力校準(zhǔn)系統(tǒng)對于傳感器的質(zhì)量及產(chǎn)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(yàn)系統(tǒng)
1.1　系統(tǒng)簡介

高精度全自動壓力校驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)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(jì)算機(jī)進(jìn)行自動控制，以此產(chǎn)生所需要的高精度標(biāo)準(zhǔn)壓力，通過專用工裝接口傳遞到被標(biāo)準(zhǔn)化被檢設(shè)備或工作腔體，數(shù)據(jù)采集單元自動采集被校設(shè)備的響應(yīng)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)壓力設(shè)備的自動檢測，并自動記錄、存儲、計(jì)算校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，根據(jù)指令打印原始記錄或檢定 ( 校準(zhǔn) ) 證書。詳見圖 1 系統(tǒng)工作流程圖。

1.2　依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)

依據(jù) 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(shù)字壓力計(jì)》檢定規(guī)程；JJG 1107-2015《自動標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器》檢定規(guī)程。

圖 1　校驗(yàn)系統(tǒng)工作流程圖

1.3　硬件要求

高精度全自動壓力校驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能有：自動設(shè)定溫度點(diǎn)及上升時間（如恒溫箱有此功能）；自動設(shè)定壓力控制點(diǎn)；具有良好、簡潔的人機(jī)操作中文界面；試驗(yàn)臺整體為可移動式（氣瓶、打印機(jī)除外），所有設(shè)備均固定安裝在試驗(yàn)臺上，外形美觀，實(shí)現(xiàn)各組成部件的系統(tǒng)集成，實(shí)現(xiàn)電路和氣路的內(nèi)部連接；如圖 2 所示。

圖 2　定制機(jī)柜（系統(tǒng)）

1）數(shù)據(jù)采集單元
數(shù)字多用表是數(shù)據(jù)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(jì)算機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。為保證采樣準(zhǔn)確度，數(shù)字多用表選用參數(shù)為：測量準(zhǔn)確度為 ±（0.003 5%示值 + 0.000 5% 量程）；特點(diǎn)為：3 臥槽具有內(nèi)置 6位半數(shù)字多用表和 8 種開關(guān)及控制式插入模塊，可以測量和轉(zhuǎn)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(bǔ)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(jié)構(gòu)，除打印機(jī)、氣瓶以外，系統(tǒng)硬件設(shè)備全部安裝在主機(jī)控制臺上；全部硬件含真空泵、20 路采集器、電源、工控機(jī)、中低壓校驗(yàn)儀等固定安裝較牢固、可靠；帶可調(diào)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(diào)向轉(zhuǎn)接頭方便使用，避免被檢設(shè)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(qiáng) <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(jī)柜中。優(yōu)點(diǎn)是體積小，質(zhì)量輕，真空穩(wěn)定，易于控制。技術(shù)指標(biāo)為：抽吸速度 2.3 m3/h；最終壓強(qiáng) <7 500 Pa；電源 220 V。
4 ）定制工裝（安裝被測傳感器）
考慮設(shè)備的快捷安裝及密封性，根據(jù)實(shí)際情況采用訂制工裝及接頭。多路工裝設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)模塊化，易于組合，更可實(shí)現(xiàn)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(shè)計(jì)后，不會因某個工裝模塊出現(xiàn)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(shè)計(jì)一個 20 路密封腔體為例，如密封墊片，如果尺寸過長就會導(dǎo)致漏氣等現(xiàn)象，而采用多模塊化的設(shè)計(jì)，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(yàn)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(wǎng)口對壓力校驗(yàn)儀、高低溫環(huán)境箱（溫箱需要提供接口協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)或報(bào)文格式）等進(jìn)行自動控制，在給定壓力和溫度范圍內(nèi)按國家檢定規(guī)程對 1-20路壓力傳感器或變送器同時進(jìn)行全自動檢測。具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲、按指定格式打印檢測報(bào)告和檢測曲線顯示功能；有壓力控制數(shù)據(jù)輸入錯誤提示和保護(hù)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(jìn)行加壓和降壓。
2）數(shù)據(jù)采集：對 1-20 路傳感器 / 變送器的輸出進(jìn)行自動采集、自動儲存和自動處理測試數(shù)據(jù)。
3）數(shù)據(jù)存儲：可將測試數(shù)據(jù)及被檢傳感器 / 變送器的信息按文本格式進(jìn)行存儲。
4）數(shù)據(jù)處理：可按照國家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)要求自動處理測試數(shù)據(jù)。
5）數(shù)據(jù)打印：可將檢定 / 校準(zhǔn)結(jié)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(zhǔn)結(jié)果和過程以曲線的方式直觀地在線顯示在計(jì)算機(jī)屏幕上。
7）軟件可提供的保護(hù)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(zhǔn)系統(tǒng)的優(yōu)勢

全套系統(tǒng)基于“工業(yè) 4.0 及智慧計(jì)量”的概念出發(fā)，高精度全自動壓力校準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動化生產(chǎn)及校準(zhǔn)，相比國內(nèi)校準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高精度（0.01級）的優(yōu)勢，提高了產(chǎn)品出廠的性能（全自動修正系統(tǒng)，工業(yè) 4.0）、校準(zhǔn)的準(zhǔn)確度（智慧計(jì)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(chǎn)品的一半；適用領(lǐng)域廣，國外產(chǎn)品只能適用自己的某種壓力標(biāo)準(zhǔn)器且無法實(shí)現(xiàn)按照我國技術(shù)規(guī)范的要求自動檢（校）。全自動校準(zhǔn)系統(tǒng)適合各類壓力標(biāo)準(zhǔn)器，甚至可以擴(kuò)展到溫度、流量等其他領(lǐng)域的全自動校準(zhǔn)。通過努力，可以讓更多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)，讓更多的計(jì)量行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動化校準(zhǔn)�，F(xiàn)今，根據(jù)用戶的需求，為高精度全自動壓力校準(zhǔn)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(yīng)用于壓力儀器儀表生產(chǎn)、壓力計(jì)量檢定和計(jì)量校準(zhǔn)等行業(yè)。此項(xiàng)技術(shù)已在流量、溫度、液位等各個計(jì)量專業(yè)領(lǐng)域推廣應(yīng)用，目前，已成功地為一些企業(yè)、高校和一些大的技術(shù)機(jī)構(gòu)做成溫度、流量高精度全自動校準(zhǔn)系統(tǒng)，經(jīng)試用，得到用戶很好的反響。
4 　結(jié)語
我國儀器儀表工業(yè)在起步較晚的情況下，經(jīng)過20 多年不懈的努力，成為常用儀器儀表的生產(chǎn)大國，研發(fā)和生產(chǎn)體系也日益健全�，F(xiàn)階段工業(yè)智能化正在悄然引領(lǐng)著儀器儀表行業(yè)變革，順應(yīng)趨勢的發(fā)展，作為傳感器生產(chǎn)企業(yè)服務(wù)的自主創(chuàng)業(yè)公司，用更優(yōu)的校準(zhǔn)方法節(jié)約更多的人力物力，是我們一直為之奮斗的目標(biāo)。
目前，全自動化壓力校驗(yàn)系統(tǒng)主要應(yīng)用在計(jì)量方面，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)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(zhǔn)系統(tǒng)發(fā)展到各個需要的其他領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)
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班寧產(chǎn)品匯總

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