一種多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀研究

摘要:隨著工業(yè)自動(dòng)化發(fā)展程度越來越高,，壓力變送器的應(yīng)用也越來越普遍,，每年壓力變送器檢定臺(tái)件數(shù)也呈現(xiàn)倍速增長，提高檢定工作效率成為當(dāng)務(wù)之急,。為了應(yīng)對(duì)此種狀況,，針對(duì)壓力變送器的檢定過程，設(shè)計(jì)了一種具有多通道測量功能的精度高智能壓力變送器校驗(yàn)儀,同時(shí)具備Hart通信功能。在檢定過程中,，能夠同時(shí)測量多臺(tái)壓力變送器輸出電信號(hào),，從而提高檢定工作效率。
一,、概述
　　主要針對(duì)壓力變送器檢定過程中效率低下的問題,，研制了一種多通道校驗(yàn)儀，可以同時(shí)對(duì)多臺(tái)變送器輸出電信號(hào)進(jìn)行測量,，同時(shí)保證了測量精度滿足檢定規(guī)程的要求,，并且具有Hart功能，可對(duì)變送器的部分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行調(diào)整,。
二,、設(shè)計(jì)原理及研究成果
1.設(shè)計(jì)原理圖
　　在設(shè)計(jì)過程中，電子電路的設(shè)計(jì)是整體工作的核心部分,。由于所設(shè)計(jì)的校驗(yàn)儀要用在檢定過程中,，那么測量精度就一定要滿足檢定規(guī)程的要求。項(xiàng)目的關(guān)鍵問題是如何在保證測量精度的前提下,，實(shí)現(xiàn)多通道實(shí)時(shí)測量,。在電子電路設(shè)計(jì)與元器件選型上，要避免外界環(huán)境及各通道間相互干擾對(duì)測量精度的影響,，從而實(shí)現(xiàn)精度高,、高效率測量。
　　多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀原理如圖1所示,，由采樣電路,、信號(hào)調(diào)理電路,、AD轉(zhuǎn)換電路,、Hart通信調(diào)制解調(diào)電路及嵌入式人機(jī)交互系統(tǒng)等電路組成。
 
2.研究成果
　　通過本項(xiàng)目的實(shí)施,，研制多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀樣機(jī)-臺(tái)(見圖2),，可以同時(shí)對(duì)四臺(tái)壓力變送器輸出的電信號(hào)進(jìn)行測量，測量精度滿足JJG882-2019《壓力變送器檢定規(guī)程》的要求,。其具備良好的適配性能,，主要技術(shù)指標(biāo)如下:(1)電流測量范圍:0~30mA,精度等級(jí):0.05級(jí)。(2)電壓測量范圍:0~10V,精度等級(jí):0.05級(jí),。(3)具備四個(gè)通道同時(shí)測量功能,，液晶實(shí)時(shí)顯示四路測量結(jié)果。(4)帶有Hart通信功能,，代替Hart數(shù)表和手操器產(chǎn)品,，對(duì)帶Hart協(xié)議的壓力變送器能進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。
三、多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀性能測試實(shí)驗(yàn)
1.校驗(yàn)儀的測量精度是檢定工作的核心,，在校驗(yàn)儀樣機(jī)交付使用的第一時(shí)間,，便送至甘肅省計(jì)量研究院電磁計(jì)量所進(jìn)行校準(zhǔn)。
　　依據(jù)校準(zhǔn)證書出具的數(shù)據(jù),，此次設(shè)計(jì)的多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀四個(gè)通道完全達(dá)到了預(yù)期精度等級(jí)(0.05級(jí)),，可以滿足壓力變送器日常檢定需要。在測試使用一年后,，再次送檢至甘肅省計(jì)量研究院電磁計(jì)量所校準(zhǔn),。根據(jù)兩次校準(zhǔn)數(shù)據(jù)，選取了10mA測量點(diǎn)進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比,，具體數(shù)值如表1所示,。根據(jù)預(yù)期精度0.05級(jí)的要求，可以判斷其穩(wěn)定性也達(dá)到了作為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)器的條件,。
 
2.在樣機(jī)交付使用后對(duì)其性能進(jìn)行了反復(fù)試驗(yàn),，現(xiàn)場試驗(yàn)照片如圖2、圖3所示,。
　　通過多次使用和測試,，對(duì)其操作系統(tǒng)、界面進(jìn)行優(yōu)化,，并形成最終版本,。
 
 
　　圖3所示是傳統(tǒng)壓力變送路檢定過程接線圖，由圖中可以看出,，傳統(tǒng)的校驗(yàn)儀只能測量一臺(tái)壓力變送器的輸出,。而設(shè)計(jì)的多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀，實(shí)現(xiàn)了四通道同時(shí)測量,，如圖2所示,，且測量結(jié)果互不干擾，提高了工作效率,。多通道智能壓力校驗(yàn)儀具備完整的Hart通信功能,可以代替Hart數(shù)表和手操器產(chǎn)品,，對(duì)帶Hart協(xié)議的壓力變送器能進(jìn)行參數(shù)調(diào)整。
四,、結(jié)束語
　　壓力變送器作為工業(yè)生產(chǎn)過程中重要的監(jiān)控儀表,，應(yīng)用越來越普遍。對(duì)于需要進(jìn)行大批量,、周期檢定的各個(gè)壓力計(jì)量實(shí)驗(yàn)室,，提高工作效率是當(dāng)務(wù)之急。設(shè)計(jì)的多通道智能壓力變送器校驗(yàn)儀,，根據(jù)壓力變送器的檢定過程,，設(shè)計(jì)了多個(gè)通道同時(shí)精確測量,，且取不干擾，較好地解決了這一問題,，為壓力變送器的日常檢定提供了一種全新的思路,、方向。