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摘要：以PC和PLC为主要硬件，组态王软件为开发平台，组成计算机控制系统，构建压力表自动校验装置。 根据检定规程的要求，制压系统由计算机控制，加压点任意设定，实现检定过程的自动化。 该装置自动采集标准压力值，自动计算示值误差、回差、分接位移，并与检定规程的允许误差计算表进行比较，自动判定压力表是否合格。 实现可视化操作界面，保存验证数据，打印验证证书。

1 简介

压力表自动检定装置按国家计量检定规程《JJG 49-1999弹簧管式精密压力表和真空表检定规程》、《JJG 52-1999弹簧管式普通压力表和压力真空表检定规程》设计制造检定规程》，适用于弹簧管精密压力表和真空表、弹簧管通用压力表和压力真空表的初始检定、后续检定和在用检定[1][2]。 该设备主要实现以下功能：

1）实时验证设备的压力值和动态工况。

2) 设置和修改参数。

3) 实时获取现场数据，按照检定规程的要求对数据进行处理和保存。

4) 自动填写验证数据表并打印验证证书。

2 验证装置的硬件设计原理

2.1 压力表检定原理

标准仪表和压力表以液体为工作介质时，其受压点应基本在同一水平面上。 如果不在同一水平面上，则应考虑液柱高低差引起的压力差。 示值检定方法压力表的示值检定按标有数字的分度线进行。 验证过程中逐渐、稳定地增加（或减少）压力。 当指示值达到测量上限时，切断压力源（或真空源），耐压3分钟精密压力表检定，然后按原检定点相反顺序稳步降压（或升压）。 回来看看。

(1)示值错误：

对于每个检定点，升压和降压检定时表壳轻敲前后示值与标准器件示值之差不应大于表1规定的允许误差。

(2) 回传错误

对于同一检定点，检定升压和降压时，敲击表壳后的示值误差不应大于表1规定的允许误差的绝对值。

(3)丝锥位移

对于每个验证点，在升压和降压验证过程中，敲击外壳后的指示值与敲击外壳前的值之差应使指示值的变化不大于允许值的绝对值表 1 1/2 中规定的误差

2.2 验证装置工作原理

验证装置示意图如图1所示。

检定装置为制压系统，由传动齿轮、柱塞泵、步进电机、油杯、标准表（压力变送器）、快速夹紧机构、步进电机驱动器、计算机控制系统、手动阀、电磁阀等组成。 作品。 可同时校验六个压力表，校验效率高。 检定装置建压速度快，适用于多台压力表的同时检定。 当其中一台活塞压力泵处于建压阶段（即向油路注油）时，另一台处于建压准备阶段（即从油杯吸油）。 两台步进电机和相应的电磁阀由计算机控制系统控制，同时工作，交替产生压力。

使用两个压力泵同时工作的关键问题是要避免在换泵过程中产生压力波动。 油路的切换由五个电磁阀控制，密封性好，保证了系统的高压建压速度和静压稳定性。 其中精密压力表检定，五个电磁阀分别控制两个压力泵、油杯和被测表与标准表之间油路的启闭。 被测仪表油路与标准仪表之间还装有一个电磁阀，用于换泵前切断被测仪表油路与制压油路的连接。 换泵完成，造压油路压力恢复到换泵前压力后，电磁阀再次打开，可以消除换泵过程中可能出现的系统压力波动。

2.3 验证装置的硬件和电气原理

2.3.1 可编程控制器、电磁阀、步进电机驱动电路电路如图2、图3所示。

可编程控制器选用欧姆龙CP1H-XA40DR-A[3]。 电源电压：220VAC； 输入点数：24点； 输出点数：16点； 输出形式：继电器。 内置模拟量输入4点（占用通道数4CH）。 输入信号范围：1-5VDC； 分辨率：1/16000 或 1/12000。

步进电机驱动器采用Q3HB64MA等角恒转矩细分驱动器，驱动电压DC12-40V，电流5.8A以下。 内部采用了类似于伺服控制原理的电路，可以使电机在低速时平稳运行，几乎没有振动和噪音，并且电机在高速时的扭矩远高于两相和五相。相位混合式步进电机。 定位精度可达60000步/转。 PU：步进脉冲信号输入端，DR：方向信号控制端，MF：电机使能信号端（高电平使能），SM：细分信号选择端（高电平根据D0-D3设定细分运行）。 运行期间设置为 500 脉冲/转。

步进电机为三相混合式BSHB386。 采用交流伺服控制原理，由三相正弦电流驱动。 步进电机每转移动 5mm 的距离。 1 毫米 = 100 条痕迹。

这样，主轴电机每转动一圈，即线圈每绕一圈，步进驱动器就接收到一个脉冲，步进电机一步为一轨。

此时，可编程控制器对采集到的相关数据进行处理，然后将其发送给计算机，得到相应校验点的基本误差、返回误差、抽头位移，然后依次进行其他校验点的校验。 当所有的验证点都验证通过后，计算机会进行处理并打印出最终的验证结果。

2.3.3 可编程控制器程序

可编程控制器的程序框图如图4所示。 节目单（略）

3 验证装置软件设计

3.1 校准设备配置

组态软件为北京亚控科技开发有限公司组态王软件6.53，是一款运行在WindowsNT/2000/XP中文操作系统上的组态软件。 具有完善的图形界面生成功能，可以将工业场景描述得淋漓尽致。 它提供全功能的控件和控制功能以及各种 I/O 驱动程序 [4]。

3.1.1组态王通讯参数及设备配置

1）通讯参数

波特率：9600； 数据位：7； 奇偶性：偶数； 停止位：2； 通信超时：3000毫秒； 通讯方式：RS232。

2）设备配置

设备厂商：欧姆龙Hostlink； 设备逻辑名：PLC； 设备地址：0； 通讯方式：串口（COM1）。

3.1.2 组态王变量与可编程控制器寄存器的对应关系

对应关系如表2所示。

3.2 验证装置主控界面设计

验证装置的验证界面如图5[5][6]所示。 由检定装置的控制流程、电磁阀控制开关、检定点、标准压力值、检定点数、被检定点数、允许误差值、滞后允许值组成、允许变化量输入等。具体命令语言编程省略。

3.3 检定装置检定记录表设计

验证装置的验证记录表界面、数据填写、数据查询、数据计算界面如图6、图7所示。验证记录表是根据验证规程的要求设计的。 图 6 由报表控件组成。 图7包括：数据表单填写、数据查询、数据记录、打印验证记录表等按钮。 确保验证数据正确填写在备案表中。 完成验证任务。 具体的命令语言编程从略。

3.4 验证装置的验证证书设计 验证证书的设计如图8、9所示[5][6]。 图 8 由报告控件组成。 图9包括：添加、保存表格、读取表格、打印设置按钮、列表组合框。 完成验证装置验证证书的打印功能。具体编程命令语言简述

4。结论

压力表自动检定装置采用先进的可编程控制器和组态软件技术，其性能指标完全满足《JJG 49-1999弹簧管式精密压力表和真空表检定规程》和《JJG 52-1999弹簧管式普通压力表检定规程》压力表、压力真空表、真空表检定规程，有效避免压力表检定中因人为因素造成不必要的误差，提高检定效率和准确性。

参考：

[1] 弹簧管式精密压力表和真空表检定规程JJG[S].49-1999. 国家质量技术监督局，1999。

[2] 弹簧管式通用压力表、压力真空表和真空表检定规程JJG[S].52-1999. 国家质量技术监督局，1999。

[3] SYSMAC CP系列可编程控制器CP1H CPU单元操作手册[Z].

[4] 周冰，张宏奎． 静态容积法水表自动检定装置[J]． 测量技术，2008，（10）：42-43。

[5] 组态王version6.5 用户手册[Z]． 北京：北京雅控科技发展有限公司，2008.

[6]组态王version6.5命令功能速查手册[Z]. 北京：北京雅控科技发展有限公司，2008.

作者简介：唐兆斌（1968-），男，助理工程师，研究方向：压力表自动检测技术。