温度二次仪表自动化校准系统研制

温度二次仪表自动化校准系统研制

梁洪涛

关键词：温度二次仪表；研究现状；总体设计；软件设计；硬件设计

随着社会经济发展和科学技术进步，我国温度计量设备及其检测自动化校准技术有了很大提升，但是与发达国家相比，校准工作自动化程度依然比较落后，并不能真正满足温度计量仪表校准工作需要。在信息时代背景下，基于信息技术、计算机技术等先进技术建立新的温度计量设备校准系统是可行的，利于改变传统的校准方法，提高温度计量校准工作的自动化程度。

一、目前我国温度二次仪表自动化校准系统研究现状

温度二次仪表自动化校准技术在我国发展较晚，于20世纪90年代中后期才刚刚起步，过去很长一段时间内都采用人工检测校准方法。人工检测校准对人的依赖性较大，主观干扰因素多，存在工作效率低、结果不够精确、原始记录不便等缺陷，不利于保证温度二次仪表校准结果的客观性。为了提高温度二次仪表校准工作的自动化程度，越来越多的人开始研究自动化校准系统，用计算机进行数据处理，某种程度上自动化水平有所提升。但是从实际工作来看，当下的温度二次仪表校准系统还处于半自动化阶段，未完全实现自动化，有待进一步的深入研究[1]。

二、温度二次仪表自动化校准系统研制分析

（一）总体设计

国外的温度二次仪表校准系统的自动化程度很高，基本实现完全自动化。我们可以从中借鉴经验，基于虚拟仪表建构新的温度二次仪表自动化校准系统。虚拟仪表是一种软硬件结合的设备，拥有功能强大的测量系统和控制系统，具备较高的灵活适应性，它在温度二次仪表自动化校准系统中的应用，能够极大的提升温度计量校准工作的技术含量，大幅度提升自动化程度。

基于虚拟仪表建立温度二次仪表自动化校准系统，其总体设计要考虑以下几方面内容[2]：第一，模块化设计，总体到局部设计的实现。按照功能的不同，将比较复杂的系统总体化成若干个独立的子系统，对每一个子系统进行针对性设计，组成一个功能完整的自动化校准系统；第二，可靠性，即在设计负荷下，各子系统完成基本工作、履行功能的能力。可靠性主要是通过系统硬件体现的，为保证自动化校准系统可靠，必须科学合理的进行系统硬件部分设计；第三，操作性。温度二次仪表自动化校准系统建立后，既要操作简单、方便，人机互动友好，又要保证操作效率，能高效、高质量的完成自动校准工作；第四，可扩展性。根据实际工作变化及需求，通过设备更换、添加等方式进行系统扩展，完备校准系统功能；第五，经济性。在保证校准自动化程度和工作质量基础上，尽可能的选择价格低的摄像设备，减少一次性建设投资。

（二）硬件部分

本温度二次仪表自动化校准系统硬件部分主要是计算机，基于计算机及相关的应用技术建立测量系统和控制系统。具体工作方式：通过计算机接口将要复现保准的电量值数据输入到标准器中，再通过标准器输出标准的电量值。把自动化校准系统与温度二次仪表连接在一起，确定温度二次仪表显示值稳定后利用摄像设备进行显示值读数，将实际显示值与标准值进行对比分析，根据二者之间的误差判断温度二次仪表测量性能情况，自动生成相关的校准报告。

本温度二次仪表自动化校准系统包括机械视觉、标准设备与输出等部分[3]。其中，机械视觉部分的硬件设备主要是摄像装置，用来读取温度二次仪表的显示值；标准设备与输出部分的硬件设备主要有标准器、计算机及相关的线路等，通过标准器将检定温度值转化为电量，并输出。

（三）软件部分

软件部分包括视觉软件、数据处理软件、报表生成软件等。视觉软件负责控制摄像设备读取温度二次仪表显示值，进行图像预处理。在图像预处理中，设置中值滤波功能，过滤掉那些干扰因素，增强图像清晰度。同时，通过灰度形态学进行图像边缘区域对比度处理，提高边缘部位图像的清晰度。数据处理软件就是按照现行标准建立电量值计算方式，确保标准器输出的电量值准确。待电量值输出后，将其用标准值进行对比分析，分析判断温度二次仪表动作精度情况，做出相应的测量调整。报表生成软件可以采用ReportGeneration报表生成工具包，利用它直接生成报表程序。先建立一个Word模板，模板所需要的文字（证书号、型号等）都设置成一定规律的代码，插入到模板指定位置上。之后，通过文字、表格等生成工具包内的VI，在模板中实现文字、表格录入操作。最后，保存报表，通过DisposeReportVI软件自动生成报表。

（四）数据库部分

进行温度二次仪表计量校准时会产生大量的原始数据，这些数据是分析温度二次仪表动作精度情况的主要依据，也是温度二次仪表校准调整的基础，必须做好原始数据存储、保管及分析工作。为了适应数据存储、管理等方面的要求，本温度二次仪表自动化校准系统建立了数据库，数据类型以文本为主，用来存储温度二次仪表计量校准过程中产生的大量原始数据。数据库设置检索、插入、粘贴、复制、归类等功能，满足数据处理等工作要求，确保自动化计量校准工作顺利展开。

三、结论

综上所述，文中基于虚拟仪表建立了温度二次仪表自动化校准系统。经实践验证，本系统的计量校准精度高、自动化程度高，可以弥补传统计量校准方法的不足，进一步提升了温度二次仪表自动化校准技术水平，适应当前及未来一段期间的温度计量校准工作需求。当然，今后工作中还要不断完善本自动化校准系统，使之不断的完善与改进，不断的增强系统本身的工作能力，与温度测量仪表发展相适应。

参考文献：

[1]黄健勇.浅析温度二次仪表的自动化校准[J].科技经济导刊，2016，（18）：51+50.

[2]董怿博.温度二次仪表自动化校准系统研制[D].西安电子科技大学，2013.

[3]胡春英.数字温度二次仪表测量值的不确定度评定[J].计量与测试技术，2014，（10）：61-62.