基于LabVIEW的压力表检定系统研发
针对压力表检定过程因全人工操作而易产生人为误差的情况.根据国家检定规程研发压力表检 定系统。采用数字化技术编程.使系统自动采集检定数据.并利用计算机对检定数据进行计算处理,检定完成后根据需求生成原始记录并打印,有效减小了人为误差.降低了劳动强度.提高了检定效率。
在压力表检定过程中,检定员需要 人工搬动砝码进行加载、卸载,且需要边 检定边人工记录检定数据以形成原始记 录,并人工进行数据处理及判定,整个检 定过程的劳动强度较大、工作效率低。高 强度的工作会增加检定人员的疲劳感, 使其在后续的读数、数据处理中易产生 人为误差,核验人员也会因疲劳而不易 发现误差问题,因而无法保证源数据的 准确,使发动机在修理中存在潜在的质 量风险。针对以上问题,本文提出压力表检定系统的技术研究工作,利用计量站 现有的人员及技术条件,优化压力表检 定过程。
1.系统总体结构设计
整个测量系统由硬件和软件两部 分组成,主要工作流程是利用数字压力 校验仪测量被检压力表加压在检定值时 的压力值,通过RS-232数据采集设备将 检定值传输至计算机,采用上位机程序 对所采集数据进行计算、分析和处理,根 据需要生成原始记录并打印。系统方案 流程图如图1所示。
2.系统硬件构成
压力表检定系统硬件主要由数字 压力表、台式液压泵、手控开关、计算机 和打印机组成。系统使用的数字压力 校验仪型号为ConST273,测量范围为 0~60MPa,工作介质为葵二酸二异辛酯。 台式液压泵的型号为ConST181A,压力 范围为-0.085~70MPa。
3.系统软件功能
压力表检定系统的主要目的是对压力表检定过 程中的检定数据进行采集,并实时显示数字压力表的 压力值,手动触发将检定数据传输到计算机,根据国 家检定规程在计算机上对检定数据进行分析处理,最 后根据检定员的需求生成原始记录并打印。软件程序 流程及系统主界面分别如图2、图3所示。
3.1数据采集
压力表检定系统的首要环节是对数字压力表数 据的实时采集。由ConST273数字压力表的使用说明 书得知,其串口传输数据格式为:位数字位,无奇偶 校验,2位停止位,波特率默认为9600。发送数据格式 为“ A:X:Knnnn:C0:C1:C2:C3:C4+结束符”。根据以上 信息设置好数据传输格式,在上位机对采集到的数据 进行字符串移位和截取,并对数字压力表的压力值 (示值)进行实时显示,上位机实现数据采集,如图4所 示。
3.2检定值输入及检定
开始检定前,输人被检表基本信息及所需检定 的检定值,确定无误后运行程序,使用标准压力泵进 行压力加载,待被检表显示在所需检定的检定点处, 轻敲被检表,观察被检表指针漂移情况,并将轻敲位 移结果输人到“轻敲位移”控件中,随后按下手控开关 釆集标准数字表上的压力值,这样便将检定点的实际标准值及其轻敲位移采集显示到主界 面相应位置。接着,根据需要重复上述过 程,继续进行下一个检定点的检定。在整 个过程中,会发生因压力未加压到检定 点而导致采集失误的情况,因此设计了 “上一步”功能,检定员可使用“上一步” 按钮实现某个检定点的再次检定。上位 机实现程序如图5所示。
3.3数据处理
根据精密(一般)压力表的国家检定 规程,对被检压力表实施检定后需对检 定结果进行分析及处理,主要是获得回 程误差、平均值和示值误差,纸质原始记 录中的数据处理板块如图6所示。在上位 机程序编程的实现过程中,回程误差及 平均值比较简单,而示值误差比较复杂。 本系统自主编写了示值误差子vi,能够准确地进行示值误差计算,该子^的程序框 图如图7所示。
3.4原始记录生成及打印
被检表的所有检定值检定完毕后, 选择被检压力表所需原始记录的样式, 点击“打印”按钮,系统将自动生成原始 记录,检定员可根据需要打印原始记录 或存储在电脑上。
4.系统确认及效果 检査
为了保证压力检 定系统的可靠性和先 进性,采用比对的方 法对检定时间及检定 结果进行分析。采用原检定方法与该压力检 一 定系统分别对一般压 力表和精密压力表进 行检定,并进行数据比 对。经过多组比对试 u验,得出以下结论:两 种方法实施的压力表 检定的判定结果一致, 采用活塞式压力计的 检定耗时约是该压力 检定系统检定耗时的4 倍,且在压力检定系统实施压力表检定 过程中,无需搬动砝码,无需手动记录 检定数据,无需进行数据处理。由此可 见,本压力检定系统的研发,不仅可以 准确地进行压力表检定,还能降低检定 员的劳动量,减小人为误差,提高检定 效率。
5.总结
本压力表检定系统实现了压力表检 定的数字化和信息化。系统的界面友好, 操作方便,适应性强。经过现场使用和测 试比对,检定过程不仅符合国家检定规 程要求,还提高了检定效率。下一步将对 系统进一步完善:对检定系统进行优化, 加人数字压力计及压力变送器的检定项 目,以覆盖更多的力学测量仪表的检定; 将对检定数据进行数据库存储,实现历 史数据的查询,更有利于原始记录的维 护及管理。