气压和温度自动检定系统的研制

　　本系统用于新制造、使用中和修理后的以真空膜为感应元件的空盒气压表和空盒气压计的检定,检定项目包括温度系数和示值检定。温度系数检测是指环境温度对被检定仪表气压值的影响,因此检定时需要控制恒温箱的温度调节范围在0～5℃和(30±5)℃,为保证检定精度,箱内温度的稳定性和均匀性均能达到不大于2℃的要求。气压检测是指被检定仪表在规定气压值的环境下的读数值,通过比较读数值与环境标准值来判断仪表是否合格,不同仪器规定的标准检测点不一样,而且同一仪器需检定几个测点,因此用于保证检定环境的恒压箱内气压需要满足示值检定所需要的任意升压和降压的要求。本系统的关键在于按照要求达到给定数值的箱体内环境温度和气压,并实现稳定控制在很小的波动范围内[1]。

　　1　控制系统硬件设计

　　常用的温控仪表只能靠指针实现单点控制,而温度控制系统要满足多点控制,因此必须采用能实现多点控制的温控方法。现采用STD总线工业控制计算机和模块化的功能模板来实现,STD总线结构每一根总线都有明确的定义,便于功能模板的开发和通用,且某一总线的模板在任一相同总线的工业控制机都可以使用。具体温度控制方式,如图1所示。

　　1.1　功能模块

　　功能模板包括CPU模板、RAM模板、数字I/O模板、模拟量I/O模板、开关量I/O模板、脉冲量I/O模板、通讯模板、键盘接口模板及磁盘驱动器接口模板等[2]。温度传感器采集的信号经过补偿放大后由A/D模块将温度转换为数值输入计算机[3],计算机将被测温度值与给定值比较、运算,通过D/A转化为输出电流,控制加热器的功率,从而控制温度平稳上升接近给定值,并且能避免系统产生很大的滞后[4]。若重新设置后的给定值高于实际值,则继续加热器PID控温过程,若重新设置后的给定值低于实际值,输出数字量接通继电器,启动制冷器,当传感器采集的箱内温度低于设定值一定量时,关闭制冷器,稳定一段时间,再用加热器PID稳定升温。

　　1.2　气压控制方式

　　气压检定箱内气压的控制采取电动充气泵、机械高压泵及机械真空泵,通过相应阀门的开闭来实现气压值的变化。气压计选用GQY-1D型数字式智能气压传感器,它是以横弹合金制成的敏感元件为基础,高性能数字处理技术为核心制成的精密气压测量传感器,主要用于精确测量气体的绝对压力。该传感器可以与串口直接通讯,通过计算机串口RS-232向气压计发出读取压力的命令[5],即:

　　mscomm1.ourput=”P”

　　buf=trim(mscomm1.input)

　　串口返回压力数据信息字符串,经计算机处理获取压力值,与给定值比较及运算控制相应阀门的角执行器的开量[6],如图2所示。