一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定系統(tǒng)設(shè)計及升級說明

一等鉑電阻溫度計標準裝置主要用于檢定二等標準鉑電阻溫度計，檢定程序繁瑣、計算量大，迫切需要改進目前的裝置，實現(xiàn)標準鉑電阻溫度計的智能檢定。上海自動化儀表有限公司系統(tǒng)是對傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計標準裝置的智能升級，優(yōu)化了標準鉑電阻溫度計的檢定過程，能自動采集數(shù)據(jù)、自動處理數(shù)據(jù)，能生證書內(nèi)頁及分度表。

引言

標準鉑電阻溫度計屬于精密計量器具，測量精度高、穩(wěn)定性好，但其檢定工作繁瑣，需要在檢定前清洗、退火，檢定過程中在固定點溫坪上讀取數(shù)據(jù)，檢定結(jié)束數(shù)據(jù)處理、出具證書等。傳統(tǒng)的檢定方式記錄數(shù)據(jù)、處理數(shù)據(jù)非常麻煩，且需要手動轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換開關(guān)，迫切需要一種智能化的系統(tǒng)，能自動切換鉑電阻溫度計，能采集數(shù)據(jù)、自動計算檢定證書要求的數(shù)據(jù)，并能直接生成證書內(nèi)頁及分度表。

一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定系統(tǒng)是對傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計標準裝置的智能升級，系統(tǒng)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換開關(guān)的電子信息化，即各鉑電阻溫度計之間程控轉(zhuǎn)換; 實現(xiàn)了自動采集、計算數(shù)據(jù)的目的，能自動生成證書內(nèi)頁及分度表; 設(shè)計了方便使用的標準鉑電阻溫度計放置柜; 并優(yōu)化了水三相點的凍制方法。本系統(tǒng)優(yōu)化了標準鉑電阻溫度計的檢定過程，降低了勞動量，并有效地消除了操作過程與計算過程的差錯率。

1 傳統(tǒng)裝置

傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計標準裝置，主要開展( 0 ～ 419. 527) ℃ 溫度范圍的二等標準鉑電阻溫度計的檢定工作。檢定過程中，通過人工轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換開關(guān)確定鉑電阻溫度計與電橋的連接，數(shù)據(jù)靠人工記錄，記錄的數(shù)據(jù)利用 Excel 進行計算，計算結(jié)果以 Word文檔形式做成證書內(nèi)頁，以便出具證書時調(diào)用。裝置的主要設(shè)備有: 退火爐、鋅固定點保存裝置、錫固定點保存裝置、水三相點保存裝置、手動轉(zhuǎn)換開關(guān)、測溫電橋。

2 智能系統(tǒng)

一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定系統(tǒng)是傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計標準裝置的智能升級。智能系統(tǒng)中水三相點的液氮凍制采用熱管技術(shù)，很好的防止了凍制過程中的凍裂風(fēng)險; 該系統(tǒng)實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換開關(guān)電子信息化，能實現(xiàn)各鉑電阻溫度計之間的程控轉(zhuǎn)換，不再需要人工轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換開關(guān); 該系統(tǒng)研制了方便使用的標準鉑電阻溫度計放置柜，使待檢、在檢、已檢標準鉑電阻溫度計的放置更加方便; 該系統(tǒng)采用 labVIEW 開發(fā)軟開發(fā)，能準確的采集數(shù)據(jù)，能根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)自動計算出證書要求的所有數(shù)據(jù)，能自動生成檢定證書內(nèi)頁及標準鉑電阻溫度計分度表。

2. 1 硬件設(shè)施

智能系統(tǒng)的硬件設(shè)施是在一等鉑電阻溫度計標準裝置的基礎(chǔ)上，添加了標準鉑電阻溫度計放置柜，用電子轉(zhuǎn)換開關(guān)替代傳統(tǒng)轉(zhuǎn)換開關(guān)，優(yōu)化水三相點的凍制方法。

2. 1. 1 電子轉(zhuǎn)換開關(guān)

標準鉑電阻溫度計是以高純鉑絲作為感溫元件，利用導(dǎo)體電阻率隨溫度變化的物理特性實現(xiàn)溫度測量的，通常一次檢定標準鉑電阻溫度計的數(shù)量要遠多于電測設(shè)備的數(shù)量，每一支都接到電橋上是不可能的，這就需要一個轉(zhuǎn)換開關(guān)來將電橋轉(zhuǎn)換的正在測量的那支鉑電阻溫度計上，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)是手動，每次切換都需要有人員操作，很不方便。本文將手動轉(zhuǎn)換開關(guān)電子化，不僅能實現(xiàn)各標準鉑電阻溫度計之間的程控轉(zhuǎn)換，也能準確的采集鋅、錫固定點及水三相點數(shù)據(jù)采集，為自動計算數(shù)據(jù)提供可能。其特點及優(yōu)點是能自動轉(zhuǎn)換，不用人工旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)換開關(guān)，能將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)信號，自動分配到合理的位置以備掉用。

2. 1. 2 標準鉑電阻溫度計放置柜

標準鉑電阻溫度計為四線制溫度計，每支都有較長的引線，檢定過程中需要在不同固定點測量，退完火后待檢的溫度計、檢定過程中切換固定點的標準鉑電阻溫度計都需要妥善放置，標準鉑電阻溫度計擺放臺試制極大的滿足了這一要求。設(shè)計時仿照固定點裝置特點，每個放置點都帶有一個玻璃管，方便鉑電阻溫度計的垂直插入，有效防止了插入傾斜可能導(dǎo)致的溫度計損毀; 玻璃管使用的材質(zhì)是耐高溫石英管，高溫取出的標準鉑電阻溫度計可以直接放入柜。

2. 1. 3 水三相點凍制

水三相點凍制有兩種方式可以選擇，分別是液氮凍制與恒溫槽凍制，檢定時可根據(jù)具體情況選擇凍制方式。水三相點液氮凍制能將凍制的水三相點保存一個月以上，方便使用，但是凍制風(fēng)險較大，容易凍裂，本智能檢定系統(tǒng)采用熱管技術(shù)，有效防止水三相點瓶凍裂的風(fēng)險; 恒溫槽凍制是利用精密恒溫槽實現(xiàn)水三相點的凍制，其過程簡單、容易操作、風(fēng)險較小，但保存時間較短，一般為 3 天左右。 2. 2 軟件系統(tǒng)一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定的軟件系統(tǒng)采用 labVIEW 開發(fā)軟開發(fā)，能準確的采集數(shù)據(jù)，能根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)自動計算出證書要求的所有參數(shù)，能自動生成檢定證書內(nèi)頁及標準鉑電阻溫度計分度表。

2. 2. 1 登錄

一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定系統(tǒng)除了可以開展對標準鉑電阻溫度計的檢定工作還能對精密鉑電阻溫度計進行校準，因此軟系統(tǒng)命名為鉑電阻溫度計智能檢定系統(tǒng)，系統(tǒng)僅對具有標準鉑電阻溫度計檢定資格的人員進行用戶授權(quán)，用戶登錄后進入系統(tǒng)主界面 。

2. 2. 2 連接測試

登錄系統(tǒng)主界面以后，首先要檢查電橋、電子轉(zhuǎn)換開關(guān)是否處于開機狀態(tài)，連接線路( 電橋與電子轉(zhuǎn)換開關(guān)之間，電子轉(zhuǎn)換開關(guān)與筆記本電腦，電子轉(zhuǎn)換開關(guān)與各被檢鉑電阻溫度計之間，電橋與筆記本電腦之間) 是否暢通。檢查結(jié)束后在系統(tǒng)左上角的連接測試工具欄中選擇連接對象進行操作，連接測試通過后，方可開始檢定工作。為了方便檢定工作的進行，系統(tǒng)設(shè)置了系統(tǒng)管理工具欄。

2. 2. 3 系統(tǒng)管理

系統(tǒng)管理工具欄在系統(tǒng)界面的左上方，包括: 標準器管理、客戶管理、樣品管理等。標準器管理是對一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定系統(tǒng)所使用標準器的管理。標準器是需要定期校準和管理的，系統(tǒng)可以添加標準器及標準器的檢定校準信息，以方便在檢定過程中選擇合適的標準器。

客戶管理是對送樣客戶的管理。進入客戶管理系統(tǒng)，查詢送檢單位的名稱，該單位名下所有已錄入過標準鉑電阻溫度計都能顯示出來，系統(tǒng)中沒有信息的單位，需要添加客戶信息，添加完完成后，即可在系統(tǒng)中查詢到該單位的信息。樣品管理是對送檢樣品進行的管理，進入樣品管理系統(tǒng)，選擇添加樣品，可進入樣品輸入模式，在該模式下選擇送檢單位，輸入標準鉑電阻溫度計的編號、型號、檢測范圍、準確度等級、生產(chǎn)廠家等。系統(tǒng)中已有信息的鉑電阻溫度計，不用再次輸入。下周送檢時可以導(dǎo)入該周期的數(shù)據(jù)，作為判段合適與否的依據(jù)。

2. 2. 4 檢定過程

確定樣品已經(jīng)錄入系統(tǒng)后，就可以開始檢定工作了，在系統(tǒng)中輸入被檢鉑電阻溫度計的編號，查找信息 ，界面右側(cè)有退火、鋅凝固定、錫凝固點等字樣，點擊鋅固定點即可進入對該溫度計鋅點的測量。由于每測完一個固定點( 除水三相點) 都要對其測水三相點的電阻值，每個固定點都對應(yīng)兩個格: 一個用來表示該固定點上的數(shù)據(jù)測完與否; 另一個用來表示該固定點測后的水三相點數(shù)據(jù)測完與否。軟件系統(tǒng)可以在任意一次水三相點測量后，測量自熱。對于溫度范圍為( 0 ～419. 527) ℃ 標準鉑電阻溫度計，退火( 一盞大燈) 及鋅凝固點( 兩盞小燈) 、錫凝固點( 兩盞小燈) 的燈都亮了，說明這支鉑電阻溫度計信息采集完畢。在各固定點欄框里保存信息，并計算出 WZn、WSn 等值。軟件系統(tǒng)可以推算出 W100 、WGa的值，只需要進入相應(yīng)的欄框里點擊計算就可以了。證書及原始數(shù)據(jù)的生成點擊右下側(cè)部位的報表生成即可查看。報表生成系統(tǒng)( 如圖 3) 里有原記錄生成、分度表生成和證書內(nèi)頁生成三個部分，點擊其中的原始記錄生成即可查看原始記錄，也可以保存成電子文件，標準鉑電阻溫度計分度表與證書內(nèi)頁都可以實現(xiàn)查看與保存為電子文件的功能。

3 小結(jié)

一等鉑電阻溫度計標準裝置智能檢定系統(tǒng)解決了標準鉑電阻溫度計檢定過程中的水三相點瓶凍制過程容易破裂、轉(zhuǎn)換開關(guān)人工旋轉(zhuǎn)、計算繁瑣等難題，上海自動化儀表有限公司實現(xiàn)了轉(zhuǎn)換開關(guān)電子信息化、計算自動化等功能，有效地提升檢定效率，減少了計算過程的差錯率，優(yōu)化了檢定過程。