压力表检定方法改进及自动化实现
2015-11-02
近年来，数字压力校验仪以其准确度高、操作简单、易于携带受到压力检定人员的欢迎，并得到广泛的应用。但由于JJG49-1999《弹簧管式精密压力表和真空表》检定规程以及JJG52-1999《弹簧管式一般压力表、压力真空表和真空表》检定规程中，标准器主要是以活塞式压力计为参照来进行编写的，故检定过程与数字压力计的检定过程有不一致的地方。笔者现结合实际并在不更改原检定方法的前提下，提出对规程内容作一些建议性修改，使得以数字压力校验仪为标准器更符合检定压力表要求，并介绍以VB6.0为平台开发的自动压力检定软件，供大家参考。
一、用数字压力校验仪检定/校准精密压力表和普通压力表
1.数字压力校验仪满足规程中对标准器的要求
JJG49-1999、JJG52-1999对标准器作出如下的要求:“5.2.1.1对标准器误差的要求，标准器允许误差绝对值应不大于被检表允许误差绝对值的1/4”，数字压力校验仪（以DH542数字压力校验仪为例，允许误差为0.025%FS）可满足相同满量程范围0.1级及以下的精密压力、普通压力表的检定及校准。
2.数字压力校验仪的检定方法
JG49-1999、JJG52-1999将“示值误差”定义为:“对每一检定点，在升压（或降压）和降压（或升压）检定时，轻敲表壳前后的示值与标准值之差”，压力表示值误差可表示为
ΔP=Px-PN
式中:ΔP——压力检定点示值误差；Px——被检压力表示值；PN——压力标准值。
采用活塞式压力计作为标准器，原理为“称重法”，上式中PN为固定点，被检定示值按规程要求进行估读，故示值误差中将因人为视差引入一定误差。采用数字压力校验仪可采用“直接比较法”（或称“反校法”），即固定被检表检定，读取数字压力校验仪的压力标准值，这样可大大消除人为视差，提高检定系统的准确度，并且该方法符合规程中对“示值误差”的定义。
3.对规程中“回程误差”定义的修改
JG49-1999、JJG52-1999将“回程误差（变差）”定义为:“对同一检定点，在升压（或降压）和降压（或升压）检定时，轻敲表壳后的示值之差”。采用“反校法”后压力表的回程误差就仅为升压和降压过程中指针变动量之差，体现不出压力表的变差，无法判断压力表的回程误差是否满足使用要求，所以建议“回程误差”定义修改为:“对同一检定点，在升压（或降压）和降压（或升压）检定时，轻敲表壳后的示值误差之差”。定义更改后以活塞式压力计作为标准器检定压力表，回程误差与定义修改前数值是一致的，因为公式中压力标准值作为固定项前后相减消除；而采用数字压力计作为标准器，修改后的定义就能十分准确地表述压力表的回程误差含义。
4.对规程中“轻敲位移”定义的修改
JJG49-1999、JJG52-1999明确规定，轻敲指针前后示值误差都应被计算，但检定规程附录中检定记录模板中仅列出轻敲后被检表示值，轻敲表壳前示值误差无法计算。笔者认为，只要对规程中“轻敲位移”的定义稍作修改，就可以计算出轻敲表壳前示值误差。
根据JJG49-1999、JJG52-1999中“轻敲位移”的定义:“对每一检定点，在升压（或降压）和降压（或升压）检定时，轻敲表壳后引起的指针变动量”，该轻敲位移为绝对值，但实际工作中轻敲后指针有可能向上跳动也有可能向下跳动；如果轻敲位移为绝对值，即便知道轻敲前后示值中任意一个也无法计算出另外一个，所以“轻敲位移”的定义可修改为:“对每一检定点，在升压（或降压）和降压（或升压）检定时，轻敲表壳后与轻敲表壳前示值之差”，用公式可表示为
Δ轻敲=Px后-Px前
式中:Px前——轻敲前被检表示值；Px后——轻敲后被检表示值；Δ轻敲——轻敲位移。
这样轻敲位移就有正负之分，如果知道轻敲前被检表示值，就可计算出轻敲后的被检表示值；同理，如果知道轻敲前被检表示值，就可计算出轻敲后的被检表示值。公式如下:
轻敲后被检表示值:Px后=Px前+Δ轻敲
轻敲前被检表示值:Px前=Px后-Δ轻敲
5.对规程中原始记录模板的修改
采用数字压力校验仪作为标准器检定压力表，由于数字压力校验仪升压和降压行程压力标准值不一致，每一个行程都要记录标准压力值，这与采用活塞压力计作为标准器在升压行程和降压行程中标准压力值相等是不同的，所以检定原始记录表格应作相应的修改，在升压和降压行程中均要有记录标准压力值一栏。
二、用数字压力校验仪实现检定自动化
压力表检定数据记录多，运算繁杂，如能自动记录数据、自动生成检定记录、自动计算误差将大大减轻检定员的负担，同时也可减少人为误差，提高检定效率。数字压力校验仪一般都带有支持RS-232C的标准串行通信口，为自动检定压力表实现了可能。下面介绍以DH542数字压力校验仪为标准器开发的压力自动检定软件，其实现了对精密压力表以及普通压力表的自动检定。
1.软件概述
软件名称为“H542自动压力检定系统”，以VB6.0语言为平台，以VISA函数库开发通用I/O接口。可实现压力数据自动采集、自动保存，智能判断检定数据是否合格，自动生成、打印检定原始记录、检定证书，以及建立被检压力表信息，可查询历史检定记录，方便压力表计量信息管理，原始记录模板以及检定证书模板可在Word中自行编制，通用性强。
2.硬件连接
计算机和DH542数字压力校验通过DB9数据线连接，如表1所示，相关参数设置如表2所示。
表1硬件连接
表2通信参数配置
3.软件的操作
（1）压力表检定信息设置
点击菜单“压力表→精密表检定”，系统将跳出“参数设置”窗口，包含“编辑被检压力表检定信息”、“编辑压力检定点”以及“检定数据修约”，界面中显示的是系统默认的初始信息。
被检压力表信息包括:送检单位、制造厂、压力表名称、型号规格、出厂编号、计量编号、测量范围、准确度等级、最大允许误差、分度值等。检定信息包括:检定温度、检定湿度、检定依据、检定日期、有效期、检定点、检定循环等。数据修约根据规程要求以及压力表技术指标，对示值、标准值、指针变动量、示值误差及回程误差设定有效位数。
数据设定完成后可将数据保存为检定数据模板供以后调用，可节约编辑检定信息时间。
（2）硬件连接测试
确认检定信息设置无误后，点击“修改数据”按钮更新检定信息，“系统测试”按钮可用，点击进入“系统测试”界面，可设置DH542与计算机通信参数设置以及标准器信息，点击“系统测试”按钮，将进行硬件连接测试。测试成功后（绿灯表示通过，红灯表示不通过），点击“开始检定”按钮即可。
（3）自动检定压力表
点击“开始检定”按钮进入压力表检定主界面。
点“清零”可进行系统清零，然后根据检定点提示，转动校验仪手柄使被检表指针对齐检定点刻度线，然后按下“测量”按钮读取此时的系统压力标准值。随后系统提示输入轻敲位移（指针变动量），此时可轻敲一下表壳，读取变动量，输入对话框。注意，此处指针变动量定义为:轻敲表壳后被检表示值与轻敲表壳前被检表示值之差。
系统可自动计算出轻敲后示值、示值误差、回程误差数值，如果计算出的示值大于允许极限误差，系统会提示是否重检该点，减少人为误操作带来的不便。
检定完毕后，可点击“生成证书”和“生成记录”按钮来生成相应的检定证书和检定原始记录。
（4）查询检定数据
该软件具有查询功能，点击菜单“查询”可进入查询界面，可按“证书编号”、“被检仪器名称”、“仪器编号”、“送检单位”以及“检定日期”进行查询，可调出历史检定数据，方便压力表计量周期管理。
（5）检定信息修改
如检定信息参数有误，可点击“编辑信息”重新修改。
