智能化工業(yè)熱電阻自動檢定系統(tǒng)的應(yīng)用

要：本文介紹了智能化工業(yè)熱電阻自動檢定系統(tǒng)的組成及功能特點,，詳細闡述了系統(tǒng)的使用方法及注意事項。
       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，測量精度高,，穩(wěn)定性強,，在過程測量控制中起到關(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,，必須按照國家檢定規(guī)程對熱電阻進行定期檢定,。
       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,，存在檢定時間長、勞動強度大,、數(shù)據(jù)采集處理復(fù)雜繁瑣,、效率低、容易出錯等問題,。
ZRJ-03智能化工業(yè)熱電阻自動檢定系統(tǒng),，是集計算機技術(shù),、微電測技術(shù)和自動測試技術(shù)于一體的新型智能化計量標準裝置,，可實現(xiàn)檢定過程自動化和數(shù)據(jù)自動采集處理，檢定程序及結(jié)果完全符合國家現(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,、熱電阻自動測量系統(tǒng)校準規(guī)范》要求。
1,、自動檢定系統(tǒng)
1.1系統(tǒng)組成
       系統(tǒng)是由計算機,、打印機、精度高數(shù)字多用表,、多通道低電勢掃描器和數(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，將二等標準鉑電阻溫度計和被檢熱電阻同時置于恒溫槽中,，待溫度穩(wěn)定后,，由自動檢定系統(tǒng)分別讀出標準和被檢溫度計的值，根據(jù)標準溫度計示值算出實際溫度,，再通過計算公式計算出被檢的實際值溫度值,。
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的數(shù)字多用表，如KEITHLEY2010,、HP34420A和FLUKE8508A等,。
1.2.2多通道低電勢掃描器
       10個采集通道，可同時接入10支四線制熱電阻,；開關(guān)基片采用大面積敷銀材料,，機電一體化結(jié)構(gòu)，高可靠性,，專用的低電勢接線端子,，串接的換向開關(guān)可消除測量時雜散寄生電勢對測量結(jié)果的影響，保證滿足轉(zhuǎn)換開關(guān)的指標要求,。
1.2.3綜合接線臺
       綜合接線臺用于連接掃描器與標準和被檢熱電阻,。內(nèi)含三線電阻轉(zhuǎn)換器,，可依據(jù)檢定規(guī)程自動實現(xiàn)包含一根內(nèi)引線和包含一根內(nèi)引線之間的切換測量和計算，無須人工拆接測試線,，徹底解決了檢定工作中繁瑣的接線問題,，大大提高工作效率，減少人為出錯,。
       熱電阻可分兩線,、三線、四線制的接線方式,。其中A級及以上的熱電阻必須是三線制或四線制,。
       專用的綜合接線臺將二、三,、四線制被測熱電阻從接線端開始,，統(tǒng)一轉(zhuǎn)換為四線制接線方法，裝置的外接引線長短,、電阻大小,、溫度環(huán)境變化等對被測電阻的測量不產(chǎn)生影響，大大減小了電阻測量不確定度,，明顯改善了測量重復(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100支,。各組可設(shè)置為不同接線方式和等級的熱電阻。
2）標準器設(shè)置：同一組檢定中,，可設(shè)置不同的檢定點采用不同的標準鉑電阻溫度計,。同時開啟0℃恒溫槽和100℃恒溫油槽，采用兩支標準鉑電阻溫度計,，可實現(xiàn)分組同時檢定兩個檢定點,，利用不同組的被檢熱電阻的熱平衡時間間隙，通過統(tǒng)籌安排,，實現(xiàn)工作效率利用的最大化,。
同時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,。標準鉑電阻溫度計由于其結(jié)構(gòu)特點及保護管為石英,，極其易損壞。不同的恒溫槽配置相應(yīng)的標準鉑電阻溫度計,，可減少對標準鉑電阻溫度計的機械震動及污染,，確保其數(shù)據(jù)正確性，延長保用壽命,。
3）程序可自動采集處理數(shù)據(jù),，生成原始記錄表,、證書。大大降低檢定人員的勞動強度,，減少了數(shù)據(jù)處理的出錯率,。
4）系統(tǒng)具有斷電保護功能，異常出錯或斷電后,，可自動保存檢定數(shù)據(jù),，再次啟動檢定程序后可選擇繼續(xù)檢定，防止檢定過程中的數(shù)據(jù)丟失,。
系統(tǒng)還具有異常保護報警功能,，包括數(shù)字表讀數(shù)異常，如開路,、短路,、通訊異常,，溫度波動大等,。
1.3系統(tǒng)操作方法
       將二等標準鉑電阻溫度計和被檢熱電阻同時置于恒溫槽中，并將引線正確接至綜合接線臺,，打開所有設(shè)備電源,。
1）打開程序，按照彈出“功能選擇對話框”,，選擇當前檢定功能及被檢熱電阻信息等,，可選擇多組并設(shè)置每組的型號等信息。“系統(tǒng)參數(shù)配置對話框”中設(shè)置硬件配置的相關(guān)信息,，和標準參數(shù)信息,。
2）進入程序主界面，執(zhí)行啟動命令,，選擇要檢定的分組,、檢定點和等待測量方式。
3）檢定完成以后,，程序自動生成原始記錄表,、證書，并打印,。
4）關(guān)閉恒溫槽,、數(shù)字多用表、多通道低電勢掃描器等設(shè)備電源,，切斷總電源,。
1.4注意事項
1.4.1接口設(shè)置
      數(shù)字多用表與計算機串行接口，掃描器與計算機串行接口應(yīng)根據(jù)實際接口,，在軟件系統(tǒng)配置—硬件配置中正確設(shè)置,。否則無法正常通訊,。
1.4.2參數(shù)更新
      標準器送檢取回后，應(yīng)根據(jù)上級計量機構(gòu)的檢定證書,，及時更新系統(tǒng)中標準器參數(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）信號線與電源線應(yīng)分開走,，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,，用酒精將各接觸點清潔干凈,，確保接觸良好。
1.4.3被檢熱電阻與綜合接線臺的接線
      兩線制引線方法很簡單,，檢定時接成四線制,，也只能消除熱電阻端子到電測儀器間的引線電阻的影響，而感溫元件連接點到熱電阻端子間內(nèi)引線的電阻值是無法消除,。曾見過某種型號熱電阻,，感溫元件連接點到端子間內(nèi)引線較長，約500mm,，密封在保護管內(nèi),，而熱電阻端子則為三線制。廠家提供的引線電阻值高達1Ω,，換算成溫度約2.6℃,，遠遠大于熱電阻的允許誤差。因此,，要在測量結(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,，由于綜合接線臺內(nèi)含三線電阻轉(zhuǎn)換器，可自動實現(xiàn)包含一根內(nèi)引線和包含一根內(nèi)引線之間的切換測量和計算,。應(yīng)注意按下綜合接線臺上的三線電阻開關(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，無空氣對流,。恒溫槽應(yīng)遠離空調(diào)風扇,，周圍無機械震動及電磁干擾,。檢定室內(nèi)嚴禁擺放易燃易爆物品。
1.5系統(tǒng)校準
      為保證整套系統(tǒng)的正確性和可靠性,，根據(jù)JJF1098-2003《熱電偶,、熱電阻自動測量系統(tǒng)校準規(guī)范》要求，定期應(yīng)對自動檢定系統(tǒng)進行整體校準,。
選擇經(jīng)近期檢定的穩(wěn)定性好A級鉑熱電阻,，經(jīng)自檢一組數(shù)據(jù)后，外送具有資質(zhì)的計量檢定部門檢定或校準,。選用FLUKE公司的8508A型81/2數(shù)字多用表,，精度等級：OHM：±（0.00075Rdg+0.000025FS），來測量掃描開關(guān)寄生電勢和各通道的數(shù)據(jù)采樣值,。
      校準點選在常用的檢定點100℃附近,。恒溫性能的測試可與系統(tǒng)校準結(jié)果不確定度驗證同時進行。在校準過程中,，應(yīng)注意以下事項：電測儀表預(yù)熱時間足夠,，環(huán)境溫濕度合適，溫度應(yīng)恒定,，盡量少開關(guān)門窗,，人員少走動,，減少熱交換,，無空氣對流，周圍無機械震動及電磁干擾,。校準結(jié)果如表1,。