本文介绍了一款新的经济型的智能压力表检定仪的设计,该检定仪可以完成检定指针式普通压力表、精密压力表、压力传感器、 压力变送器的全自动检定,操作方便、检定精度高,测量重复性小,稳定性好。开发软件用采用美国NI公司的LabVIEW2011可视化开发系 统,具有良好的人机交流界面。

压力表是工业生产中重要的压力测 量仪表,广泛用于热力管网、供水供气、输 油等系统,几乎应用于工业流程各个环节 领域。故压力表的准确性对生产、安全、防 护等有着重要的影响。压力表的检定工作 也显得格外重要,但是传统的压力表检定 在计量领域一直是一个耗时、耗力、相当 繁琐的工作,检定压力表的方法基本是用 连通管将被检压力表和一块测量范围相 近的精密压力表相连,通过手动增压对压 力表各受检点进行数据比对来确定示值 误差、回程差等指标。此种方法劳动强度 大，耗时，效率低。由于检定时人眼读数, 长时间检定后估读误差会偏大，眼睛疲 劳,在一定程度上影响检定结果和劳动效 率。随着控制技术及图像处理技术的发 展,压力表检定近年来也逐步实现了半自 动化到全自动化的发展，目前投入使用的 产品也有,本文就该类检定仪进行研宄, 设计出一款新型全自动智能压力表检定 仪,他是基于压力源控制技术、图像处理 技术及数据处理技术的基础上,能够有效 提高检定的精度，减少工作强度，同时测 量结果的不确定度也有所减小,劳动效率 也有较大提高。该检定仪进行压力表检定 时只需要检定人员按要求安装好压力表, 调整好摄像头位置即可,检定仪完成整个 检定过程,输出结果，检定时间约1分钟， 在大批量的压力表检定时更能显示出他 的优势。

1.智能压力表检定仪的总体要求和性能 指标

该智能压力表检定仪可以用于精密压 力表、普通压力表、压力传感器、压力变送 器、压力调节阀等检定,用户只要按要求安 装被检压力表,将CCD摄像头瞄准压力表 表盘,按要求选择相应压力表类型点击“开 始”键,压力表检定仪即能完成相关指标检 定。该仪器同时具有手动检定功能,在某些 特殊恶劣环境下,可以选择手动检定工作 方式。

该压力表检定仪的技术参数要求能达 到表1所示指标。

以上技术指标能够完全满足压力表检 定规程要求,本设计根据以上技术指标完 成各硬件、软件设计与配件选取。

2.压力表检定仪的结构组成

该检定仪是一款全自动压力表校验仪 器,该仪器由压力控制技术、CCD摄像技术 及图像处理技术基础上设计而成,实现指 针式压力表的检定(如图1)。

2.1压力控制系统

检定仪的压力控制系统包括压力产生 模块和压力控制部分组成,主要是有步进 电机驱动活塞压力计来增压与调压,控制 系统中用0.05%精密压力表测量实时压力, 反馈给控制系统达到闭环控制。活塞压力 计选用0.05%等级,检定时电机驱动先大步 加压,待加压至被检表量程90%时变为稳步 小步进增压,保证系统静态压力精度及压 力产生的快速性,又不会引起过冲[1]。为防 止被检表过压冲坏,该控制系统设定最高 压力保护设计,根据被检表的量程设定活 塞压力计的增压最高上限，当压力增至上 限值时自动停止增压。步进电机采用森创 两相混合步进电机,稳定性好,驱动精度 高,响应速度快,通过驱动控制器最小可以 达到0.01°的控制精度。

2.2CCD摄像与采集系统

本部分由CCD摄像头对准压力表表 盘，对压力表各受检点位置实时拍摄,待压 力升至被检点时采集数据。本设计中选用 MV-VS130FM/FC高分辨率黑白/彩色工 业数字CCD摄像机,最高分辨率为1280 X 1024,象素尺寸4.65 y m,黑白输出,清晰度 大于960线，12位数据输出，具有较好的数 据交换接口。

2.3图像处理

该部分主要由图像获取、图像采集、图 像数据转换、图像预处理组成。由CCD摄像 头获取的图像经数据采集卡采集并传输给 计算机，图像进行预处理，主要包括边缘检 测、图像锐化、阀值分割等，使原始图像成 为清晰的，对比度良好的可处理图像。经过 处理后的图像数据获取表盘位置、示值刻 度线、指针位置等主要参数，最终计算检定 点的示值。

3.系统软件设计

该设计系统开发软件采用LabVIEW 2011可视化开发系统，直观的用户界面，对 图像处理功能较好，同时应用C语言对采集 数据进行处理将结果输出。考虑大多检定 机构需要做原始记录，该设计中将数据及 处理结果与原始记录相衔接，可以实现检 定结果用原始记录的格式输出并保存副 本，为检定人员节省原始记录的编写，进一 步提高检定员劳动效率。

4.计量性能验证

4.1重复性试验

选取一计量性能较稳定的0.4级精密 压力表，按照要求安装后重复性条件下重 复检测8次，将8次数据输出进行统计分析， 各个受检点将8次数据分别计算实验标准 差，结果均小于0.5%，符合最初设计要求。

4.2稳定性试验

通常计量领域对稳定性考核方法主要 有两种方式:（1)高一等级标准溯源方法，

(2)用稳定的计量器具每间隔某一时间对考 核对象进行检测，连续检测三次以上。根据 具体情况，该稳定性考核选用第二种方法， 选择一 0.4级精密压力表，每隔一个月用该 检定仪进行检定一次检测，连续观测三个 月，四次试验中最大值与最小值之差均小 于精密压力表的最大示值误差。符合 JJF1033-2008计量标准考核要求。

5.结语

本设计达到压力表检定及不确定度规 范要求，作为检定仪器，其具有较高的精度等级，同时操作简单，性能稳定，重复测量 能力较强，同时具有良好的人机沟通能力， 一定程度的减小了劳动强度，且劳动效率 也大大提高，有较好的使用价值。