新一代熱工儀表自動檢定裝置

一、 概述
隨著電子技術、計算機及其軟件技術的飛速發展，儀器儀表及其測試技術跟著發生根本變化，傳統的測量理論、測量技術和方法已不能適應發展的需要，新的測試系統正沿著計算機化、標準化和網絡化方向發展。
新一代溫度計檢定裝置在北京中航機電研究所研制成功。它與目前市場流行的熱電偶熱電阻自動檢定裝置不同，在嚴格執行ITS-90溫標和國家檢定規程的前提下，它做到了實實在在的一機多用，同時還能完成智能化計量管理任務。它是集現代測量技術、計算機測控技術和信息管理技術于一體的新一代溫度儀表檢定裝置，是全新概念的溫度計量管理系統。
二、系統組成、性能和原理
（一）基本組成
本裝置的基本組成包括核心部件多功能高精度數字電測儀表；關鍵部件多路自動掃描開關；主要部件溫度控制系統以及計算機打印機及其功能強大系統配套軟件。通過控制電路和多路接口，將各智能化功能部件連成系統網絡。
（二）主要性能指標
1. 基本功能
① 用一等標準鉑銠10―鉑熱電偶溫度計檢定二等標準鉑銠10―鉑熱電偶溫度計；
② 用一等或二等標準熱電偶溫度計檢定工業用各型熱電偶（S、R、B、K、N、E、J、T）溫度計；
③ 用二等標準熱電阻溫度計檢定工作用熱電阻（Pt100、Pt10、Cu100、Cu50）溫度計；
④ 對多路溫場信號輸入進行分時檢定；
⑤ 對工業熱處理爐進行溫場測試。
2. 主要指標
① 數字電壓表準確度為0.003%，分辨率為0.01μV。
② 掃描開關寄生電勢≤0.4μV。
③ 控溫準確度為0.1%FS。穩定性：對高溫爐≤0.1℃/min；對油（水）槽≤0.04℃/10min。
④ 對工業用熱電偶熱電阻溫度計一次可檢定1~7支。
⑤檢定溫度范圍：熱電偶溫度計為300℃~1600℃；熱電阻溫度計為0~300℃（還能對Pt100在-100℃~0℃之間檢定）；液體溫度計為-30℃～150℃；
⑥ 對熱處理爐的溫場測試范圍為50℃~1000℃。
⑦ 總不確定度：二等標準檢定為0.5℃
工業用熱電偶檢定為0.7℃
工作用熱電阻檢定為50mK
熱處理爐溫場測試為1℃
⑧ 軟件：功能強大，集測量控制和管理于一體，為檢定裝置建標提供整套測試軟件。
（三）工作原理
本裝置分別由多個控溫回路和一個檢測回路組成測控系統。控溫回路通過智能溫度控制儀表和上位機指令實現對高溫爐和油、水槽多個溫場的升溫、恒溫的軟硬件雙重控溫，控溫回路組成還包括溫度傳感器及其功控系統。檢測回路通過多路自動掃描開關將各溫場輸送的信號逐個傳遞到高精度智能電測儀表進行測量并通過計算機采集數據。
三、檢定裝置特點及其關鍵技術
處處為用戶著想的指導思想體現在檢定裝置的總體設計中，實實在在地做到了一機多用。二等標準鉑銠10―鉑熱電偶溫度計和工業用溫度計的檢定合二為一；一套測量系統可面對多個恒溫場輸送過來的信號，zui大限度地提高裝置的使用效率；這是特點之一。充分利用當代*的計算機及其軟件技術，使用可靠性高的通用智能控溫儀表，實現軟硬件雙重控溫，提高了裝置的可靠性和靈活性，是多個溫場提供的信號能利用一個測量回路的基礎；這是特點之二。第三個特點是采用高精度智能多功能電測儀表和低寄生電勢的智能多路掃描開關，為一機多用提供硬件支持。本裝置還可*脫離PC機控制，通過手動操作各智能部件（面板操作鍵），實現半自動工作，保證了沒有上位機控制的情況下仍能繼續開展檢定工作。
實現上述特點是依賴于軟硬件技術的緊密配合的結果。軟件中的交互檢定是實現一套測量系統可面對多個恒溫場輸送來的信號的關鍵。通過對送來的信號進行穩定狀態識別，然后排出時序，進行分時測量，由于每測量一個溫場送來的信號只需幾分鐘就可完成按規程要求的幾個循環的數據采集任務，然后就可以進行另一恒溫場送來的信號的測量，在硬件上作出相應的支持下，就可實現對多個溫場輸送的信號的檢定。采用軟硬件雙重控溫是使各溫場按要求進行升溫恒溫的一項關鍵措施，各溫場的溫度控制與恒定只有在上位機統一指揮下才能確保各溫場進入恒溫狀態次序和穩定時間。智能溫控儀本身又解決沒有上位機指揮下的獨立控溫功能。這就使上位機可以分時對各溫場進行控溫調整，軟硬件雙重控溫也進一步提高了控溫系統的靈活性、可靠性和穩定性，真正做到了無超調、無欠調的平穩控溫效果。
高準確度的電測儀表（6位半顯示或7位半顯示）和低寄生電勢的自動掃描開關是二等標準熱電偶溫度計的檢定與工業用熱電偶的檢定合二為一的前提，再按各自檢定規程要求編制相應軟件，整個系統除捆扎熱電偶和裝爐（槽）外，全部實現自動化。操作員在檢定軟件的提示下完成參數設定，啟動運行后，整個檢定系統就處于*自動工作狀態，各智能部件*置于PC機的控制下，按程序自動完成回路自檢、啟動控溫系統加熱恒溫，當溫度穩定達到規程要求時，就自動完成數據測量和采集、數據處理和保存并自動形成結果文件，直至打印證書等過程，操作員只須根據提示進行鼠標點擊操作。
以工作用熱電偶溫度計檢定為例，當溫場進入檢定點（靜偏差±5℃）且爐溫波動進0.2℃/min以內的穩定溫場時，微計算機對熱電偶進行測試，多路轉換開關依次接通：
每個溫度點對每支熱電偶必須有兩個以上循環的測試數據，若在測試過程中，爐溫波動超出0.25℃時，則該測試結果無效（不存盤），待爐溫重新穩定下來時再測。此時程序轉為對其它溫場送來的信號進行掃描測試，以便對其它恒溫場送來的信號進行測量。如有四個以上的溫場輸入信號這時測量回路幾乎始終處于測量工作狀態。當檢定完一個設定點之后，自動轉入下一個設定點升溫、恒溫，重復完成上述檢定過程，直至每個溫場zui后一個溫度點檢定完畢，自動停止對該溫場檢定工作并自動切斷加熱電源。
本裝置計量管理數據庫及管理軟件按管理內容要求編制，類似制訂全廠計量技術管理、計量行政管理制度、計劃及建立儀表臺帳，且具有實用、靈活、方便的查詢與輸出功能，可以按不同方式檢索全廠溫度儀表信息，如通過校準日期、檢定人員等檢索，自動提示輸出打印到期儀表，打印輸出檢定結果數據、證書等，還可統計出一周、一個月內即將到期校驗的儀表等，為實現*的“狀態檢修”提供依據，以及查詢所用現場溫度計使用情況等信息。