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(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(shù)據(jù)采集單元自動采集被校設備的響應數(shù)據(jù)，實現(xiàn)壓力設備的自動檢測，并自動記錄、存儲、計算校準數(shù)據(jù)，根據(jù)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(jù)標準
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》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(xiàn)各組成部件的系統(tǒng)集成，實現(xiàn)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(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，并傳送到計算機進行數(shù)據(jù)處理。為保證采樣準確度，數(shù)字多用表選用參數(shù)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(shù)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(jù)實際情況采用訂制工裝及接頭。多路工裝設計，實現(xiàn)模塊化，易于組合，更可實現(xiàn)多路自由組合。采用多路定制工裝提高了測試的可靠性，多模塊設計后，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(xiàn)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(wǎng)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(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(shù)據(jù)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(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行存儲。
4）數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)。
5）數(shù)據(jù)打印：可將檢定 / 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(xiàn)機械自動化生產及校準，相比國內校準系統(tǒng)，實現(xiàn)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(xiàn)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(xiàn)自動化生產，讓更多的計量行業(yè)實現(xiàn)自動化校準�，F(xiàn)今，根據(jù)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(xiàn)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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班寧產品匯總
