智能化工業(yè)熱電阻自動(dòng)檢定系統(tǒng)的應(yīng)用

要：本文介紹了智能化工業(yè)熱電阻自動(dòng)檢定系統(tǒng)的組成及功能特點(diǎn)，詳細(xì)闡述了系統(tǒng)的使用方法及注意事項(xiàng),。
       工業(yè)熱電阻是一種最常用的溫度傳感器之一,，廣泛應(yīng)用于電力、冶金,、化工,、航天等眾多行業(yè)中；其數(shù)量多,，測(cè)量精度高,，穩(wěn)定性強(qiáng)，在過(guò)程測(cè)量控制中起到關(guān)鍵性作用,。為保證溫度一次元件數(shù)據(jù)傳遞的正確可靠,，必須按照國(guó)家檢定規(guī)程對(duì)熱電阻進(jìn)行定期檢定。
       傳統(tǒng)熱電阻的檢定,，完全依靠人工記錄,、處理數(shù)據(jù)，更換接線等,，存在檢定時(shí)間長(zhǎng),、勞動(dòng)強(qiáng)度大、數(shù)據(jù)采集處理復(fù)雜繁瑣,、效率低,、容易出錯(cuò)等問(wèn)題。
ZRJ-03智能化工業(yè)熱電阻自動(dòng)檢定系統(tǒng),，是集計(jì)算機(jī)技術(shù),、微電測(cè)技術(shù)和自動(dòng)測(cè)試技術(shù)于一體的新型智能化計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)裝置，可實(shí)現(xiàn)檢定過(guò)程自動(dòng)化和數(shù)據(jù)自動(dòng)采集處理,，檢定程序及結(jié)果完全符合國(guó)家現(xiàn)行檢定規(guī)程JJG229—2010《工業(yè)鉑,、銅熱電阻檢定規(guī)程》和JJF1098-2003《熱電偶、熱電阻自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》要求,。
1,、自動(dòng)檢定系統(tǒng)
1.1系統(tǒng)組成
       系統(tǒng)是由計(jì)算機(jī),、打印機(jī)、精度高數(shù)字多用表,、多通道低電勢(shì)掃描器和數(shù)字表通訊接口卡等組成的,，包括數(shù)據(jù)采樣、處理等部分,，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)組成如圖1所示,。

       熱電阻檢定時(shí)，將二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和被檢熱電阻同時(shí)置于恒溫槽中,，待溫度穩(wěn)定后,，由自動(dòng)檢定系統(tǒng)分別讀出標(biāo)準(zhǔn)和被檢溫度計(jì)的值，根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)示值算出實(shí)際溫度,，再通過(guò)計(jì)算公式計(jì)算出被檢的實(shí)際值溫度值,。
1.2系統(tǒng)功能
1.2.1數(shù)字多用表
       系統(tǒng)允許配置多種常用型號(hào)的數(shù)字多用表，如KEITHLEY2010,、HP34420A和FLUKE8508A等。
1.2.2多通道低電勢(shì)掃描器
       10個(gè)采集通道,，可同時(shí)接入10支四線制熱電阻,；開(kāi)關(guān)基片采用大面積敷銀材料，機(jī)電一體化結(jié)構(gòu),，高可靠性,，專用的低電勢(shì)接線端子，串接的換向開(kāi)關(guān)可消除測(cè)量時(shí)雜散寄生電勢(shì)對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,，保證滿足轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)的指標(biāo)要求,。
1.2.3綜合接線臺(tái)
       綜合接線臺(tái)用于連接掃描器與標(biāo)準(zhǔn)和被檢熱電阻。內(nèi)含三線電阻轉(zhuǎn)換器,，可依據(jù)檢定規(guī)程自動(dòng)實(shí)現(xiàn)包含一根內(nèi)引線和包含一根內(nèi)引線之間的切換測(cè)量和計(jì)算,，無(wú)須人工拆接測(cè)試線，徹底解決了檢定工作中繁瑣的接線問(wèn)題,，大大提高工作效率,，減少人為出錯(cuò)。
       熱電阻可分兩線,、三線,、四線制的接線方式。其中A級(jí)及以上的熱電阻必須是三線制或四線制,。
       專用的綜合接線臺(tái)將二,、三、四線制被測(cè)熱電阻從接線端開(kāi)始,，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為四線制接線方法,，裝置的外接引線長(zhǎng)短,、電阻大小、溫度環(huán)境變化等對(duì)被測(cè)電阻的測(cè)量不產(chǎn)生影響,，大大減小了電阻測(cè)量不確定度,，明顯改善了測(cè)量重復(fù)性。
1.2.4軟件
1）可混合檢定及分組檢定,，一批最多處理10組,，每批檢定最多可達(dá)100支。各組可設(shè)置為不同接線方式和等級(jí)的熱電阻,。
2）標(biāo)準(zhǔn)器設(shè)置：同一組檢定中,，可設(shè)置不同的檢定點(diǎn)采用不同的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)。同時(shí)開(kāi)啟0℃恒溫槽和100℃恒溫油槽,，采用兩支標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì),，可實(shí)現(xiàn)分組同時(shí)檢定兩個(gè)檢定點(diǎn)，利用不同組的被檢熱電阻的熱平衡時(shí)間間隙,，通過(guò)統(tǒng)籌安排,，實(shí)現(xiàn)工作效率利用的最大化。
同時(shí)0℃恒溫槽和100℃恒溫油槽內(nèi)介質(zhì)一般不同,，分別為防凍液和硅油,。標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)由于其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及保護(hù)管為石英，極其易損壞,。不同的恒溫槽配置相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì),，可減少對(duì)標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)的機(jī)械震動(dòng)及污染，確保其數(shù)據(jù)正確性,，延長(zhǎng)保用壽命,。
3）程序可自動(dòng)采集處理數(shù)據(jù)，生成原始記錄表,、證書(shū),。大大降低檢定人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，減少了數(shù)據(jù)處理的出錯(cuò)率,。
4）系統(tǒng)具有斷電保護(hù)功能,，異常出錯(cuò)或斷電后，可自動(dòng)保存檢定數(shù)據(jù),，再次啟動(dòng)檢定程序后可選擇繼續(xù)檢定,，防止檢定過(guò)程中的數(shù)據(jù)丟失。
系統(tǒng)還具有異常保護(hù)報(bào)警功能,，包括數(shù)字表讀數(shù)異常,，如開(kāi)路、短路、通訊異常,，溫度波動(dòng)大等,。
1.3系統(tǒng)操作方法
       將二等標(biāo)準(zhǔn)鉑電阻溫度計(jì)和被檢熱電阻同時(shí)置于恒溫槽中，并將引線正確接至綜合接線臺(tái),，打開(kāi)所有設(shè)備電源,。
1）打開(kāi)程序，按照彈出“功能選擇對(duì)話框”,，選擇當(dāng)前檢定功能及被檢熱電阻信息等,，可選擇多組并設(shè)置每組的型號(hào)等信息。“系統(tǒng)參數(shù)配置對(duì)話框”中設(shè)置硬件配置的相關(guān)信息,，和標(biāo)準(zhǔn)參數(shù)信息,。
2）進(jìn)入程序主界面，執(zhí)行啟動(dòng)命令,，選擇要檢定的分組,、檢定點(diǎn)和等待測(cè)量方式。
3）檢定完成以后,，程序自動(dòng)生成原始記錄表,、證書(shū)，并打印,。
4）關(guān)閉恒溫槽,、數(shù)字多用表、多通道低電勢(shì)掃描器等設(shè)備電源,，切斷總電源,。
1.4注意事項(xiàng)
1.4.1接口設(shè)置
      數(shù)字多用表與計(jì)算機(jī)串行接口,，掃描器與計(jì)算機(jī)串行接口應(yīng)根據(jù)實(shí)際接口,，在軟件系統(tǒng)配置—硬件配置中正確設(shè)置。否則無(wú)法正常通訊,。
1.4.2參數(shù)更新
      標(biāo)準(zhǔn)器送檢取回后,，應(yīng)根據(jù)上級(jí)計(jì)量機(jī)構(gòu)的檢定證書(shū)，及時(shí)更新系統(tǒng)中標(biāo)準(zhǔn)器參數(shù),；
1.4.3抗干擾措施
1）電源專用線路,，避免于其他大型動(dòng)力設(shè)備共線。
2）確保供電系統(tǒng),，各種硬件設(shè)備外殼,、電源插頭可靠接地；
3）信號(hào)線與電源線應(yīng)分開(kāi)走,，盡量避免纏繞,；
4）各接線端和銅導(dǎo)線應(yīng)用砂紙打磨去掉表面氧化層，用酒精將各接觸點(diǎn)清潔干凈，確保接觸良好,。
1.4.3被檢熱電阻與綜合接線臺(tái)的接線
      兩線制引線方法很簡(jiǎn)單,，檢定時(shí)接成四線制，也只能消除熱電阻端子到電測(cè)儀器間的引線電阻的影響,，而感溫元件連接點(diǎn)到熱電阻端子間內(nèi)引線的電阻值是無(wú)法消除,。曾見(jiàn)過(guò)某種型號(hào)熱電阻，感溫元件連接點(diǎn)到端子間內(nèi)引線較長(zhǎng),，約500mm,，密封在保護(hù)管內(nèi)，而熱電阻端子則為三線制,。廠家提供的引線電阻值高達(dá)1Ω,，換算成溫度約2.6℃，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于熱電阻的允許誤差,。因此,，要在測(cè)量結(jié)果扣除引線電阻值。否則,，引線電阻應(yīng)包括在感溫元件內(nèi),。
      其中三線時(shí)，由于綜合接線臺(tái)內(nèi)含三線電阻轉(zhuǎn)換器,，可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)包含一根內(nèi)引線和包含一根內(nèi)引線之間的切換測(cè)量和計(jì)算,。應(yīng)注意按下綜合接線臺(tái)上的三線電阻開(kāi)關(guān)。
1.4.4恒溫槽使用前應(yīng)加滿液體介質(zhì),，以防燒壞加熱器,。
1.4.5環(huán)境溫度應(yīng)恒定，均勻,，無(wú)空氣對(duì)流,。恒溫槽應(yīng)遠(yuǎn)離空調(diào)風(fēng)扇，周?chē)鸁o(wú)機(jī)械震動(dòng)及電磁干擾,。檢定室內(nèi)嚴(yán)禁擺放易燃易爆物品,。
1.5系統(tǒng)校準(zhǔn)
      為保證整套系統(tǒng)的正確性和可靠性，根據(jù)JJF1098-2003《熱電偶,、熱電阻自動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)校準(zhǔn)規(guī)范》要求,，定期應(yīng)對(duì)自動(dòng)檢定系統(tǒng)進(jìn)行整體校準(zhǔn)。
選擇經(jīng)近期檢定的穩(wěn)定性好A級(jí)鉑熱電阻,，經(jīng)自檢一組數(shù)據(jù)后,，外送具有資質(zhì)的計(jì)量檢定部門(mén)檢定或校準(zhǔn)。選用FLUKE公司的8508A型81/2數(shù)字多用表,，精度等級(jí)：OHM：±（0.00075Rdg+0.000025FS）,，來(lái)測(cè)量掃描開(kāi)關(guān)寄生電勢(shì)和各通道的數(shù)據(jù)采樣值。
      校準(zhǔn)點(diǎn)選在常用的檢定點(diǎn)100℃附近。恒溫性能的測(cè)試可與系統(tǒng)校準(zhǔn)結(jié)果不確定度驗(yàn)證同時(shí)進(jìn)行,。在校準(zhǔn)過(guò)程中,，應(yīng)注意以下事項(xiàng)：電測(cè)儀表預(yù)熱時(shí)間足夠，環(huán)境溫濕度合適,，溫度應(yīng)恒定,，盡量少開(kāi)關(guān)門(mén)窗，人員少走動(dòng),，減少熱交換,，無(wú)空氣對(duì)流，周?chē)鸁o(wú)機(jī)械震動(dòng)及電磁干擾,。校準(zhǔn)結(jié)果如表1,。