一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定系統(tǒng)設(shè)計(jì)及升級(jí)說明

一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置主要用于檢定二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，檢定程序繁瑣、計(jì)算量大，迫切需要改進(jìn)目前的裝置，實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的智能檢定。上海自動(dòng)化儀表有限公司系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的智能升級(jí)，優(yōu)化了標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的檢定過程，能自動(dòng)采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)處理數(shù)據(jù)，能生證書內(nèi)頁及分度表。

引言

標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)屬于精密計(jì)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(diǎn)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(dòng)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(dòng)切換鉑電阻溫度計(jì)，能采集數(shù)據(jù)、自動(dòng)計(jì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定系統(tǒng)是對(duì)傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的智能升級(jí)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換開關(guān)的電子信息化，即各鉑電阻溫度計(jì)之間程控轉(zhuǎn)換; 實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)采集、計(jì)算數(shù)據(jù)的目的，能自動(dòng)生成證書內(nèi)頁及分度表; 設(shè)計(jì)了方便使用的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)放置柜; 并優(yōu)化了水三相點(diǎn)的凍制方法。本系統(tǒng)優(yōu)化了標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的檢定過程，降低了勞動(dòng)量，并有效地消除了操作過程與計(jì)算過程的差錯(cuò)率。

1 傳統(tǒng)裝置

傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置，主要開展( 0 ～ 419. 527) ℃ 溫度范圍的二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)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(jì)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(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果以 Word文檔形式做成證書內(nèi)頁，以便出具證書時(shí)調(diào)用。裝置的主要設(shè)備有: 退火爐、鋅固定點(diǎn)保存裝置、錫固定點(diǎn)保存裝置、水三相點(diǎn)保存裝置、手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)、測溫電橋。

2 智能系統(tǒng)

一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定系統(tǒng)是傳統(tǒng)一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的智能升級(jí)。智能系統(tǒng)中水三相點(diǎn)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(xiǎn); 該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換開關(guān)電子信息化，能實(shí)現(xiàn)各鉑電阻溫度計(jì)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(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)放置柜，使待檢、在檢、已檢標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的放置更加方便; 該系統(tǒng)采用 labVIEW 開發(fā)軟開發(fā)，能準(zhǔn)確的采集數(shù)據(jù)，能根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出證書要求的所有數(shù)據(jù)，能自動(dòng)生成檢定證書內(nèi)頁及標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置的基礎(chǔ)上，添加了標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)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(diǎn)的凍制方法。

2. 1. 1 電子轉(zhuǎn)換開關(guān)

標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)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(shí)現(xiàn)溫度測量的，通常一次檢定標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的數(shù)量要遠(yuǎn)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(gè)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(jì)上，傳統(tǒng)的轉(zhuǎn)換開關(guān)是手動(dòng)，每次切換都需要有人員操作，很不方便。本文將手動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)電子化，不僅能實(shí)現(xiàn)各標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)之間的程控轉(zhuǎn)換，也能準(zhǔn)確的采集鋅、錫固定點(diǎn)及水三相點(diǎn)數(shù)據(jù)采集，為自動(dòng)計(jì)算數(shù)據(jù)提供可能。其特點(diǎn)及優(yōu)點(diǎn)是能自動(dòng)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(hào)，自動(dòng)分配到合理的位置以備掉用。

2. 1. 2 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)放置柜

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

2. 1. 3 水三相點(diǎn)凍制

水三相點(diǎn)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(shí)可根據(jù)具體情況選擇凍制方式。水三相點(diǎn)液氮凍制能將凍制的水三相點(diǎn)保存一個(gè)月以上，方便使用，但是凍制風(fēng)險(xiǎn)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(diǎn)瓶凍裂的風(fēng)險(xiǎn); 恒溫槽凍制是利用精密恒溫槽實(shí)現(xiàn)水三相點(diǎn)的凍制，其過程簡單、容易操作、風(fēng)險(xiǎn)較小，但保存時(shí)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定的軟件系統(tǒng)采用 labVIEW 開發(fā)軟開發(fā)，能準(zhǔn)確的采集數(shù)據(jù)，能根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)自動(dòng)計(jì)算出證書要求的所有參數(shù)，能自動(dòng)生成檢定證書內(nèi)頁及標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)分度表。

2. 2. 1 登錄

一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定系統(tǒng)除了可以開展對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的檢定工作還能對(duì)精密鉑電阻溫度計(jì)進(jìn)行校準(zhǔn)，因此軟系統(tǒng)命名為鉑電阻溫度計(jì)智能檢定系統(tǒng)，系統(tǒng)僅對(duì)具有標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定資格的人員進(jìn)行用戶授權(quán)，用戶登錄后進(jìn)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(jī)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(jì)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(duì)象進(jìn)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(jìn)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(biāo)準(zhǔn)器管理、客戶管理、樣品管理等。標(biāo)準(zhǔn)器管理是對(duì)一等鉑電阻溫度計(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定系統(tǒng)所使用標(biāo)準(zhǔn)器的管理。標(biāo)準(zhǔn)器是需要定期校準(zhǔn)和管理的，系統(tǒng)可以添加標(biāo)準(zhǔn)器及標(biāo)準(zhǔn)器的檢定校準(zhǔn)信息，以方便在檢定過程中選擇合適的標(biāo)準(zhǔn)器。

客戶管理是對(duì)送樣客戶的管理。進(jìn)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(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)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(duì)送檢樣品進(jìn)行的管理，進(jìn)入樣品管理系統(tǒng)，選擇添加樣品，可進(jìn)入樣品輸入模式，在該模式下選擇送檢單位，輸入標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的編號(hào)、型號(hào)、檢測范圍、準(zhǔn)確度等級(jí)、生產(chǎn)廠家等。系統(tǒng)中已有信息的鉑電阻溫度計(jì)，不用再次輸入。下周送檢時(shí)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(jì)的編號(hào)，查找信息 ，界面右側(cè)有退火、鋅凝固定、錫凝固點(diǎn)等字樣，點(diǎn)擊鋅固定點(diǎn)即可進(jìn)入對(duì)該溫度計(jì)鋅點(diǎn)的測量。由于每測完一個(gè)固定點(diǎn)( 除水三相點(diǎn)) 都要對(duì)其測水三相點(diǎn)的電阻值，每個(gè)固定點(diǎn)都對(duì)應(yīng)兩個(gè)格: 一個(gè)用來表示該固定點(diǎn)上的數(shù)據(jù)測完與否; 另一個(gè)用來表示該固定點(diǎn)測后的水三相點(diǎn)數(shù)據(jù)測完與否。軟件系統(tǒng)可以在任意一次水三相點(diǎn)測量后，測量自熱。對(duì)于溫度范圍為( 0 ～419. 527) ℃ 標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)，退火( 一盞大燈) 及鋅凝固點(diǎn)( 兩盞小燈) 、錫凝固點(diǎn)( 兩盞小燈) 的燈都亮了，說明這支鉑電阻溫度計(jì)信息采集完畢。在各固定點(diǎn)欄框里保存信息，并計(jì)算出 WZn、WSn 等值。軟件系統(tǒng)可以推算出 W100 、WGa的值，只需要進(jìn)入相應(yīng)的欄框里點(diǎn)擊計(jì)算就可以了。證書及原始數(shù)據(jù)的生成點(diǎn)擊右下側(cè)部位的報(bào)表生成即可查看。報(bào)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(gè)部分，點(diǎn)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(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)分度表與證書內(nèi)頁都可以實(shí)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(jì)標(biāo)準(zhǔn)裝置智能檢定系統(tǒng)解決了標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)檢定過程中的水三相點(diǎn)瓶凍制過程容易破裂、轉(zhuǎn)換開關(guān)人工旋轉(zhuǎn)、計(jì)算繁瑣等難題，上海自動(dòng)化儀表有限公司實(shí)現(xiàn)了轉(zhuǎn)換開關(guān)電子信息化、計(jì)算自動(dòng)化等功能，有效地提升檢定效率，減少了計(jì)算過程的差錯(cuò)率，優(yōu)化了檢定過程。