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(河南省計量科學(xué)研究院，鄭州 450008)

多參量電測設(shè)備校準(zhǔn)裝置主要是作為標(biāo)準(zhǔn)器用來開展交直流指示儀表校定裝置、多功能交流采樣變送器校定裝置、電測量儀表檢定裝置等設(shè)備的校準(zhǔn)工作,該裝置的研制成功完善了此類設(shè)備的量傳體系[1].但是手動校準(zhǔn)工作量非常大，效率比較低，為此本文設(shè)計開發(fā)了一種多參量電測設(shè)備自動校準(zhǔn)軟件.該軟件利用先進(jìn)的計算機(jī)通訊技術(shù)，對多參量電測設(shè)備校準(zhǔn)裝置中的標(biāo)準(zhǔn)源、標(biāo)準(zhǔn)表以及被校設(shè)備進(jìn)行程控，可實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的實(shí)時采集、自動處理、誤差計算，在校準(zhǔn)結(jié)束后,可以將數(shù)據(jù)自動導(dǎo)出并打印.該軟件使多參量電測設(shè)備的校準(zhǔn)工作更加自動化、規(guī)范化，使多參量電測設(shè)備校準(zhǔn)工作效率更高.

1 軟件的設(shè)計

多參量電測設(shè)備校準(zhǔn)裝置的整體設(shè)計[2]如圖1所示.計算機(jī)可通過控制系統(tǒng)控制三相交流標(biāo)準(zhǔn)源、直流標(biāo)準(zhǔn)源以及標(biāo)準(zhǔn)表，并且可以同時采集校準(zhǔn)裝置及被檢設(shè)備的數(shù)據(jù).

圖1 多參量電測設(shè)備校準(zhǔn)裝置的總體結(jié)構(gòu)圖

由于被校多參量電測設(shè)備型號功能不盡相同，為了滿足不同類型設(shè)備的需要，校準(zhǔn)軟件設(shè)計有3種工作模式[3].

1.1 標(biāo)準(zhǔn)源檢表模式

標(biāo)準(zhǔn)源檢表模式實(shí)現(xiàn)以標(biāo)準(zhǔn)源為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)多參量電測設(shè)備的測量功能.在此模式下，將校準(zhǔn)裝置中的標(biāo)準(zhǔn)源與被校設(shè)備通過測試導(dǎo)線連接，計算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)源和被校設(shè)備通過RS232或IEEE488通訊接口進(jìn)行連接，如圖2所示.開始校準(zhǔn)后，計算機(jī)通過軟件發(fā)送命令給標(biāo)準(zhǔn)源,選擇合適的量程并輸出電壓、電流等信號給被校設(shè)備，同時通過通訊接口采集被校設(shè)備的數(shù)據(jù)作為被檢值，采集標(biāo)準(zhǔn)源的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)值.

1.2 標(biāo)準(zhǔn)表檢源模式

標(biāo)準(zhǔn)表檢源模式實(shí)現(xiàn)以標(biāo)準(zhǔn)表為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)多參量電測設(shè)備的輸出功能.在此模式下，將校準(zhǔn)裝置中的標(biāo)準(zhǔn)表與被校設(shè)備用測試導(dǎo)線連接，計算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)表和被校設(shè)備通過RS232或IEEE488通訊接口進(jìn)行連接，如圖3所示.開始校準(zhǔn)后，計算機(jī)通過軟件發(fā)送命令給被校設(shè)備，選擇合適的量程并輸出電壓、電流等信號給標(biāo)準(zhǔn)表，然后采集被校設(shè)備的數(shù)據(jù)作為被檢值，采集標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)值.

圖2 標(biāo)準(zhǔn)源檢表模式

圖3 標(biāo)準(zhǔn)表檢源模式

1.3 標(biāo)準(zhǔn)表檢表模式

標(biāo)準(zhǔn)表檢表模式實(shí)現(xiàn)以標(biāo)準(zhǔn)表為標(biāo)準(zhǔn)器校準(zhǔn)多參量電測設(shè)備的測量功能.在此模式下，把標(biāo)準(zhǔn)表與被校設(shè)備通過測試導(dǎo)線和標(biāo)準(zhǔn)源連接，計算機(jī)與標(biāo)準(zhǔn)表、標(biāo)準(zhǔn)源和被校設(shè)備通過RS232或IEEE488通訊接口進(jìn)行連接，如圖4所示.開始校準(zhǔn)后，計算機(jī)通過軟件發(fā)送命令給標(biāo)準(zhǔn)源,選擇合適的量程并輸出電壓、電流等信號給標(biāo)準(zhǔn)表和被校設(shè)備，然后采集被校設(shè)備的數(shù)據(jù)作為被檢值，采集標(biāo)準(zhǔn)表的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)值.

圖4 標(biāo)準(zhǔn)表檢表模式

2 軟件的工作流程

2.1 設(shè)計校準(zhǔn)方案

軟件采用方案管理模式[4].用戶可以根據(jù)校準(zhǔn)的需要給每個型號的被校設(shè)備設(shè)計一個校準(zhǔn)方案，該方案中包含有工作模式的選擇、標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和被校設(shè)備的選擇、通訊設(shè)置、校準(zhǔn)項(xiàng)目設(shè)置、量程及檢定點(diǎn)的設(shè)置.方案設(shè)置完成后，再校準(zhǔn)同型號的設(shè)備就可以直接選擇其方案，并通過編輯方案隨時增加或減少測試點(diǎn).校準(zhǔn)方案設(shè)置的流程圖如圖5所示.

圖5 校準(zhǔn)方案設(shè)置流程圖

2.2 校準(zhǔn)過程

校準(zhǔn)方案設(shè)計完成后，按照生成的數(shù)據(jù)清單，軟件依次進(jìn)行各點(diǎn)的校準(zhǔn)，軟件也支持從任意一點(diǎn)開始校準(zhǔn).

具體校準(zhǔn)過程為：計算機(jī)通過自動校準(zhǔn)軟件發(fā)出控制命令，控制校準(zhǔn)裝置和被校設(shè)備輸出信號或者測量信號，采集被校設(shè)備的數(shù)據(jù)作為被檢值，依據(jù)所選擇的工作模式采集校準(zhǔn)裝置的數(shù)據(jù)作為標(biāo)準(zhǔn)值，采集的數(shù)據(jù)保存在數(shù)據(jù)清單中，軟件判斷數(shù)據(jù)是否合格并記錄結(jié)論，至此完成一個點(diǎn)的校準(zhǔn).然后開始校準(zhǔn)下一個點(diǎn)，直到所有的數(shù)據(jù)全部校完為止[5].流程圖如圖6所示.

圖6 校準(zhǔn)過程流程圖

2.3 報告打印

軟件可實(shí)現(xiàn)原始記錄或檢定證書的自動生成和打印，工作流程如圖7所示.根據(jù)選擇的報表模板，軟件把本次測量數(shù)據(jù)和錄入的設(shè)備信息自動顯示到Word文檔中，直接瀏覽并通過打印機(jī)打印.

報表采用Word作為原始模板，可以編輯各種格式的原始記錄和證書模板，只需選擇不同的模板就可以出具不同格式的報告；同時Word操作簡單，方便靈活，檢校人員也可以根據(jù)要求設(shè)計不同格式的報表，為計量報告打印提供便利.

圖7 數(shù)據(jù)打印流程圖

3 結(jié) 語

自動校準(zhǔn)軟件采用模塊化設(shè)計，靈活、方便且具有開放性，根據(jù)被校準(zhǔn)的多參量電測設(shè)備的功能和量程及被校要求自定義校準(zhǔn)方案，隨時增加或減少校準(zhǔn)點(diǎn)，根據(jù)需要可以從任一功能的任一點(diǎn)開始校準(zhǔn).該校準(zhǔn)軟件能夠完成多參量電測設(shè)備數(shù)據(jù)的自動采集和誤差計算，在校準(zhǔn)結(jié)束后可以將數(shù)據(jù)自動導(dǎo)出、打印，大大地提高了工作效率，減輕了計量檢定/校準(zhǔn)人員的勞動強(qiáng)度.

參考文獻(xiàn)：

[1] JJG 147-2010，電測量儀表校驗(yàn)裝置檢定規(guī)程[S].

[2] 劉瑋蔚. 高精度全自動交直流指示儀表標(biāo)準(zhǔn)裝置設(shè)計[J].河南科技，2012(18)：40-40.

[3] 張彥，王志強(qiáng)，謝勇，等.電測儀表微機(jī)檢定管理系統(tǒng)的開發(fā)與設(shè)計[J].電測與儀表, 2003，40(6)：22-28.

[4] 程揚(yáng)波.信號源類儀器自動檢定/校準(zhǔn)軟件測試平臺中檢定流程的設(shè)計及實(shí)現(xiàn)[J].工業(yè)儀表與自動化裝置，2008(1)：57-59.

[5] 魏富鵬.多參量電測設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)裝置中信號發(fā)生器的研究[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2013.