0　引言

      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(guó)都極其重視，出臺(tái)了各種鼓勵(lì)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(dòng)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(lái)傳感器行業(yè)將是中國(guó)最為新興和最具市場(chǎng)前景的行業(yè)。隨著中國(guó)工業(yè)產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化規(guī)模不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的傳感器已經(jīng)無(wú)法適應(yīng)工業(yè)自動(dòng)化的需要，工業(yè)自動(dòng)化對(duì)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(dòng)壓力校準(zhǔn)系統(tǒng)對(duì)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(dòng)壓力校驗(yàn)系統(tǒng)
1.1　系統(tǒng)簡(jiǎn)介

      高精度全自動(dòng)壓力校驗(yàn)系統(tǒng)是實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)高低溫、高低壓、老化、篩選和檢測(cè)的自動(dòng)控制系統(tǒng)。其通過(guò)計(jì)算機(jī)進(jìn)行自動(dòng)控制，以此產(chǎn)生所需要的高精度標(biāo)準(zhǔn)壓力，通過(guò)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(dòng)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(dòng)檢測(cè)，并自動(dòng)記錄、存儲(chǔ)、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(jiàn)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(dòng)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(dòng)壓力校驗(yàn)系統(tǒng)的主要功能有：自動(dòng)設(shè)定溫度點(diǎn)及上升時(shí)間（如恒溫箱有此功能）；自動(dòng)設(shè)定壓力控制點(diǎn)；具有良好、簡(jiǎn)潔的人機(jī)操作中文界面；試驗(yàn)臺(tái)整體為可移動(dòng)式（氣瓶、打印機(jī)除外），所有設(shè)備均固定安裝在試驗(yàn)臺(tái)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(hào)，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(cè)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(kāi)關(guān)及控制式插入模塊，可以測(cè)量和轉(zhuǎn)換 11 種不同的輸入信號(hào)：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(cè)試 60個(gè)壓力傳感器（變送器）的電壓信號(hào)、溫補(bǔ)電阻特殊短接方式的全自動(dòng)測(cè)試。
2）中低壓控制臺(tái)（可移動(dòng)控制臺(tái)）
     為滿足檢測(cè)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(tái)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(tái)面清潔方便；帶輪子方便擺放和移動(dòng)；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(lái)誤差；控制臺(tái)上安裝有高壓氣體過(guò)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(guó)的無(wú)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(cè)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(cè)試的可靠性，多模塊設(shè)計(jì)后，不會(huì)因某個(gè)工裝模塊出現(xiàn)故障而影響系統(tǒng)的工作測(cè)試。還采用多路定制工裝提高了測(cè)試的安全性。在做測(cè)試時(shí)，以設(shè)計(jì)一個(gè) 20 路密封腔體為例，如密封墊片，如果尺寸過(guò)長(zhǎng)就會(huì)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(cè)試的安全性能。
2　高精度全自動(dòng)壓力校驗(yàn)軟件要求
      高精度全自動(dòng)壓力控制軟件，是通過(guò) RS232 接口或以太網(wǎng)口對(duì)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(dòng)控制，在給定壓力和溫度范圍內(nèi)按國(guó)家檢定規(guī)程對(duì) 1-20路壓力傳感器或變送器同時(shí)進(jìn)行全自動(dòng)檢測(cè)。具備數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、按指定格式打印檢測(cè)報(bào)告和檢測(cè)曲線顯示功能；有壓力控制數(shù)據(jù)輸入錯(cuò)誤提示和保護(hù)功能。

1）壓力源自動(dòng)控制：滿足要求，即在用戶選定壓力范圍后，系統(tǒng)將自動(dòng)按國(guó)家檢定規(guī)程中對(duì)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(duì) 1-20 路傳感器 / 變送器的輸出進(jìn)行自動(dòng)采集、自動(dòng)儲(chǔ)存和自動(dòng)處理測(cè)試數(shù)據(jù)。
3）數(shù)據(jù)存儲(chǔ)：可將測(cè)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(chǔ)。
4）數(shù)據(jù)處理：可按照國(guó)家檢定規(guī)程或校準(zhǔn)規(guī)范有關(guān)要求自動(dòng)處理測(cè)試數(shù)據(jù)。
5）數(shù)據(jù)打�。嚎蓪�檢定 / 校準(zhǔn)結(jié)果按照用戶要求的格式打印。
6）測(cè)試曲線顯示：可將檢定 / 校準(zhǔn)結(jié)果和過(guò)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(dòng)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(dòng)壓力校準(zhǔn)系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

      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(dòng)壓力校準(zhǔn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)機(jī)械自動(dòng)化生產(chǎn)及校準(zhǔn)，相比國(guó)內(nèi)校準(zhǔn)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了高精度（0.01級(jí)）的優(yōu)勢(shì)，提高了產(chǎn)品出廠的性能（全自動(dòng)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(duì)國(guó)外全自動(dòng)化系統(tǒng)，其優(yōu)勢(shì)是性價(jià)比高，價(jià)格只是國(guó)外產(chǎn)品的一半；適用領(lǐng)域廣，國(guó)外產(chǎn)品只能適用自己的某種壓力標(biāo)準(zhǔn)器且無(wú)法實(shí)現(xiàn)按照我國(guó)技術(shù)規(guī)范的要求自動(dòng)檢（校）。全自動(dòng)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(dòng)校準(zhǔn)。通過(guò)努力，可以讓更多的企業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化生產(chǎn)，讓更多的計(jì)量行業(yè)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化校準(zhǔn)�，F(xiàn)今，根據(jù)用戶的需求，為高精度全自動(dòng)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(gè)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(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，經(jīng)試用，得到用戶很好的反響。
4 　結(jié)語(yǔ)
      我國(guó)儀器儀表工業(yè)在起步較晚的情況下，經(jīng)過(guò)20 多年不懈的努力，成為常用儀器儀表的生產(chǎn)大國(guó)，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(shì)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(dòng)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(huì)依托定制化軟硬件，把全自動(dòng)化校準(zhǔn)系統(tǒng)發(fā)展到各個(gè)需要的其他領(lǐng)域。

參考文獻(xiàn)
[1] 全國(guó)壓力計(jì)量技術(shù)委員會(huì).JJG 860-2015壓力傳感器檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2015.
[2] 全國(guó)壓力計(jì)量技術(shù)委員會(huì).JJG882-2004壓力變送器檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2004.
[3] 全國(guó)壓力計(jì)量技術(shù)委員會(huì).JJG 875—2005數(shù)字壓力計(jì)檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)計(jì)量出版社，2005.
[4] 全國(guó)壓力計(jì)量技術(shù)委員會(huì).JJG 1107-2015自動(dòng)標(biāo)準(zhǔn)壓力發(fā)生器檢定規(guī)程[S].北京：中國(guó)質(zhì)檢出版社，2015.
[5] 沐阿華，張磊，張劍.壓力傳感器的數(shù)據(jù)采集和現(xiàn)場(chǎng)校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)量技術(shù)，2011（11）：55-58.
[6] 向素君，解其鋒.壓力傳感器自動(dòng)校準(zhǔn)裝置設(shè)計(jì)[J].工業(yè)計(jì)量，2012（s1）：114-115.

班寧產(chǎn)品匯總