姜伟
杭州和利时自动化有限公司 浙江杭州市310016
摘要：本文首先阐述了压力仪表校准自动化与计量管理智能化系统的相关概述，并分析了其发展方向。
关键词：压力仪表；校准自动化；计量管理；智能化系统
随着测试技术、微电子技术、计算机技术的发展，将三种技术有效结合运用是发展的必然趋势。可利用研究制造工业计量标准仪器的技术优势，将数字化、智能化、网络化与信息化技术有效地运用于现代压力测试领域中，从而研制出全新概念、集压力仪表校准自动化与管理智能化于一体的系统。
一、压力仪表构造
压力仪表是指以弹性元件为敏感元件，测量并指示高于环境压力的仪表，应用较普遍，几乎遍及所有的工业流程和科研领域。
1、溢流孔：若发生波登管爆裂的紧急情况时，内部压力将通过溢流孔向外界释放，防止玻璃面板爆裂。
2、指针：除标准指针外，其他指针也可选。
3、玻璃面板：除标准玻璃外，其他特殊材质玻璃，如强化玻璃、无反射玻璃也可选。
二、计管系统
1、“压力计量与管理一体化”新概念。种类多、数目大的压力仪表通过自动化校准过程，将被校仪表的全部信息自动输入计管系统的数据库，由计管一体化系统按计量技术管理、计量行政管理、计量法制管理的要求，对被校表信息进行数据处理、存档、制表及输出打印结果，又可多种方式自动查询、调用、输出历史记录，而实现仪表的自动化校准与智能化管理。
2、计管中心的组成。将各种数字化、智能化、标准化、模块化功能单元按
需组合，然后通过通讯、总线及计算机软件技术与计算机连接起来，组成全新概念的计管系统。包括：全量程压力信号的产生与调控系统，压力、电流、电压自动测量系统，计算机与通讯系统，电源供应系统，人性化的测试工作台。
1)全量程压力信号的产生与调控系统。本系统的压力输出范围为（-0.1～60）MPa，由3个独立的造压、调压系统分段完成，几乎覆盖了工业生产过程的全部压力。
①(-0.1～0)MPa由高性能、低噪音真空泵及调压系统完成。
②(0～1.6)MPa由全密闭式、低噪音、无污染压缩机完成。
③(0～60)MPa由双向、高效、低噪音液压泵完成。
其中，(0～60)MPa造压及调压功能指标为：压力范围为(0～60)MPa或lOOMPa；测量准确度为(0.02～0.05)%FS；升全压时间≤1.5分钟；压力升降平稳，无渗漏，噪声≤58db，无污染。
其解决方案为：①采用设计独特的双向、双柱塞、高效、低噪音液压泵造压。②采用3次逼近多元化调压方案。a.自动定值粗调加手动细调。b.开式压力快速逼近加闭式微小容积微调。③采用技术先进的动、静高压密闭技术。以上方案具有系统简单、经济实用等优点。
2)压力、电流、电压自动测量系统。它由压力测量模块、压力测量显示单元，以及电流、电压测量回路组成。其功能包括：压力测量：(-0.1～60)MPa，准确度为(0.02～0.05)%FS；电流、电压自动测量：(0～50)mA，(0～200)mV，准确度为0.02%FS，为被校表提供24V电路电源。
①压力测量模块。为实现压力多量程自动测量，必须采用能互换的全数字化智能压力传感器，进行量程自动/手动切换；同时应使其具有量程自动识别、线性与温度自动数字补偿、自诊断、信息存储及对外双向通讯等功能。
压力模块采用经过精选的高性能硅压阻压力传感器，并进行非线性及温度补偿，保证(0～40)℃测压总精度为0.02%FS，并用嵌入式微处理器进行数据处理及监控，将测压结果以数字信号的形式传送到测压显示单元或计算机。
②压力测量显示单元。压力测量显示单元接收压力模块的数据，显示压力值并向计量中心的PC机传输数据；同时测量并显示电流、电压值，以及对压力开关电接点压力表的状态进行逻辑监测，通过RS232串口与PC机及压力模块进行双向通讯，将结果传给压力模块与PC机；在PC机软件界面下，对各类压力仪表依据检定规程进行自动数据采集、处理、存储、生成检定证书等；此外，还可进行查询、统计等计量管理工作。
3)计算机与通讯系统。从计管系统的组成可看出，本系统是以计算机为核心，由若干智能仪表单元组成的网络化仪表测管系统。其通过RS232串口、I2C总线与各单元通讯，实时采集各单元的各种测量数据，并通过专用仪表检定软件对各种压力仪表进行分类及自动检定，自动处理检定结果并存入数据库，而后按计量管理的要求，通过计量管理应用软件，对全厂仪表实施智能化计量管理。
3、计管系统的智能化计量管理功能
1)智能化计量管理的意义。要保证测量数据的准确性、一致性、溯源性和法制性，对计量仪器进行定期校准、检定是关键。开展校准、检定工作时，首先要有相应的“标准”设备；同时还要执行相应的计量管理法规，使计量检定工作科学、有序地进行。本系统的智能化计量管理功能是在校准自动化的基础上，为复杂的计量管理工作提供科学、有效的计量设备管理而设计的。
2)智能化计量管理功能的实现。按工厂一般的计量管理需求和依据国家、行业检定法规而设计的、典型的智能化计量管理系统，其功能如图1所示。
图1 智能化计量管理系统功能图
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按计量管理的需求和法规，可采用事件驱动程序设计面向对象的数据库。典型的软件功能图和数据流程图如图2所示，再将图1中需输入计管系统的内容输入计算机。
图2 应用软件数据模块
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获得被校表校验数据的方法有：①通过实验室校准直接录入计管系统。②通过手持现场校验仪到现场校准录取数据，然后通过接口“上传”给计管系统。③计管系统间通过电话线或互联网传送。
三、网络化仪表是压力计量和管理仪器的发展方向
压力计管一体化系统是具有现代技术特征的网络化仪表群，它不仅保持了各智能化仪表单元的独立功能，还具有与计算机通讯联网的信息化功能。本系统可纵向连接成网络化仪表链，还可纵、横向连接成网络化仪表网。网络化仪表不仅增强了功能，还提高了仪表的技术性能。
综上所述，本文所研制的仪表校准自动化与计量管理智能化系统是充分体现信息时代特征的高科技产品。它是为了响应国家提出的“用信息化改造工业化”的号召，改变比较落后的工业量值传递设备而研制的。其不仅实现了工业仪表校验自动化与管理职能化的融合与统一，而且实现了整个校验仪器的网络化，从而为校准仪器和量值传递事业的发展作出了应有的贡献。
参考文献：
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[2]盛伟岸.压力仪表自动化的校验及其智能化管理[J].科技创新与应用，2014(17).
[3]武安明.压力仪表校准自动化与计量管理智能化系统[J].中国计量，2015(01).