《JJG882 －2015 压力变送器检定规程》中定义:压力变送器是一种将压力变量转换为可传送的标化输出信号的仪表，而且其输出信号与压力变量之间有一给定的连续函数关系(通常为线性函数)。主要用于工业过程压力参数的测量和控制，差压变送器常用于流量的测量。压力变送器自动化检定系统应用 Fluke PPC4 动态控制精密压力源，利用六位半数字多用表 KEITHLEY 34401采集变送器实时输出的 mA 值，通过 iPlot 控件绘出实时压力、mA、%曲线，并参照变送器线性输出特性，绘制出线性度示图及满量程误差趋势图，下图 1 为系统的结构示意图。

 

1 PPC4 压力控制器

        PPC4 是一款单机压力控制器，适用于设置和控制气体压力至一个密闭的容器，常见于压力测量仪器的校准和测试。其内部配有高精度石英标准压力传感器，使其能够以非常低的测量不确定度来测量压力。PPC4 可以由用户使用前面板的显示屏、键盘和功能键进行本地操作控制，或者通过一台计算机利用 ＲS232 接口或 IEEE －488. 2 接口采用 ASCII 字符命令进行远程控制。例如，远程设置压力命令:“PS n (，V)”发送 “PS 1000”即远程操作 PPC4 输出标准1000. 000 kPa 压力值。

 

2 34401 数字多用表

        KEITHLEY 34401 是一款高性能六位半数字多用表。可以进行手动测试或自动测试，自动测试情况下，需将仪表与 PC 通过 ＲS232 或 GPIB488 调试线连接，并将仪表设置为 Ｒemote 远程工作模式。34401 本身支持 SC-PI 语言，SCPI 是一种用于仪表自动化测试的标准命令格式。如:

VaComm1 － ＞ WriteText("*IDN? n"); 命令可以读取仪表的硬件版本、软件版本、产品序列号等信息;Va-Comm1 － ＞ WriteText("*ＲSTn"); 命令可以远程重启34401 设备;VaComm1 － ＞ WriteText( " SYSTem:ＲEMote n");命令让 34401 处于远程工作模式。

 

3 自动化检定程

        压力变送器自动化检定系统的核心技术在于系统的上位机软件部分，在表格控件中动态添加“采集”按键功能，点击采集即可以将当前压力点变送器的实时输出mA 值采集到按键所在的表格中，界面直观且易于操作。if (AdvStringGrid1 － ＞ HasButton(ACol，AＲow) == false){AdvStringGrid1 － ＞ AddButton ( ACol，AＲow，60，18，"采集"，haCenter，Advgrid::vaCenter);}

 

        图 2 为检定压力点输出 mA 的上位机采集部分界面图，图 3 为压力变送器检定报告图。

 

        曲线控件可以逐个标注出横坐标为压力值，纵坐标为电流值的检定点，依次在图上标注出来，理论上压力量程百分比与电流输出百分比是等值的，即图中红线为 45度夹角的直线。出于传感器自身误差、温漂及 mA 输出精度影响，检定点会在红线周围分布，由此可以直观的看出变送器的线性化输出特性，对于单好的传感器可以利用#小二乘法拟合出线性方程绘制，如图 4 中红色直线。

 

double P，mA; / /绘制压力点

/ /iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ AddＲow(); / /地衣点

P = 0. 5 + random(30) /1000. 0;

mA = 7. 2 + random(50) /100. 0;

iXYPlot1 － ＞ Channel［1］－ ＞ AddXY(P，mA);

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［0］［0］ = 1;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［1］［0］ = P;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［2］［0］ = mA;

/ /2 点

 

/ /iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ AddＲow();

P = 1. 0 + random(30) /1000. 0;

mA = 10. 4 + random(50) /100. 0;

iXYPlot1 － ＞ Channel［1］－ ＞ AddXY(P，mA);

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［0］［1］ = 2;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［1］［1］ = P;

iXYPlot1 － ＞ Table［0］－ ＞ Data［2］［1］ = mA;

……

 

        图 5 为检定系统实时多通道采集曲线图，根据各个通道的量程分别设置坐标上下限值，如压力(0 ～ 2. 5)Mpa、电流(4. 0 ～ 20. 0)mA、百分比(0 ～ 100. 0)%，三个通道的横坐标都是系统的当前时间。

iAnalogDisplay1 － ＞ Value = P;

iAnalogDisplay2 － ＞ Value = mA;

iAnalogDisplay3 － ＞ Value = percent;

iPlot2 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddYNow(P);

iPlot2 － ＞ Channel［1］－ ＞ AddYNow(mA);

iPlot2 － ＞ Channel［2］－ ＞ AddYNow(percent);

 

        当表格中的多个压力点采集完成后，依据《JJG882 －2015 压力变送器检定规程》对单点的系统误差、上下行程回差及整个检定过程多点的系统误差及回差进行计算，上下行程误差以绘图的方式显示在图 6 所示的误差分析曲线图中。

double x;

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(0，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(25，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(50，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(75，x);

x = －0. 5 + random(10) /10. 0;

iPlot1 － ＞ Channel［0］－ ＞ AddXY(100，x);

 

4 结论

        应用 iPlot 控件编写出了压力变送器检定上位机软件，并且应用 Fluke PPC4 动态控制精密压力源，利用六位半数字多用表 KEITHLEY 34401 采集变送器实时输出的mA 值，以系统集成方式完成了压力变送器自动检定系统。