一鍵式體積管（主動式）自動檢定控制系統

摘 要：文章介紹了利用Visual Basic控制運動板卡，信號采集板卡等，對體積管進行自動控制，實現一鍵式自動檢定流量計的過程。

關鍵詞：一鍵式；信號采集；體積管

目前有大量的小口徑液體流量計需要校準，流量實驗室使用的是一套主動式體積管承擔建校準任務，體積管具有流量穩定性好，精度高等特點。為了提高檢定效率，減少人為參與的程度，最好能夠實現一鍵式自動完成流量計的檢定工作，針對上述需求，研發出了適用流量實驗室體積管的自動檢定控制系統。

1 自動檢定控制系統部分硬件

本套系統通過上位機軟件與專用體積管控制器（脈沖信號，光柵信號，以及電流信號）、專用運動控制板卡（伺服電機）相結合的方式實現整套系統的數據采集及伺服電機的控制。

上位機軟件是使用Visual Basic語言編寫，以及結合Office Access軟件等，運行于Windows XP操作系統上的專用計量檢定軟件系統。該軟件系統包括兩部分功能，其中一部分是信號采集及數據處理計算部分，另外一部分是通過專用控制板卡進行實現伺服電機的控制，以及閥門的開關操作等。

自動檢定控制系統的系統架構見圖1。

1.1 光柵尺

光柵尺采用的是長春光機有限公司提供的高精度專用光柵尺。

1.2 伺服電機運動板卡

伺服電機的控制使用AD Link的MP-C152進行控制。

MP-C152是一款PCI總線接口的控制板卡，該板卡直接安裝于計算機中，使用VB編程工具結合板卡提供的專用接口函數，實現了伺服電機的控制。結合實際效果檢驗，運行穩定可靠。

1.3 AD采集板卡

AD信號采集使用的是AD7794芯片，該芯片具有16位的采集精度，能夠滿足系統針對溫度，壓力信號的采集精度要求。

1.4 脈沖信號采集板卡

脈沖信號的采集包括針對光柵尺的信號采集以及被檢表的信號采集。針對體積管上安裝的高頻光柵，系統采集電路為TTL電平輸入，兩路相位差90°的TTL差分信號，頻率范圍為0.1Hz-40kHz，要求采集精度優于0.02%。依據上述要求，頻率計算采用計算方式依據《GBT17286[1].3-1998液態烴動態測量體積計量流量計檢定系統-第3部分脈沖插入技術文獻》中提出的雙計時脈沖插入法。根據GBT17286[1].3-1998文獻，為了獲得優于0.01%的分辨率，采樣周期T的時間要大于CPU基準周期至少20000倍。采樣周期T是1秒。那CPU基準周期不能高于50us。而在此控制器中的CPU定時器采用11.0592 MHz的晶振，基準周期是1.085us，滿足精度優于0.02%需求。

光柵脈沖采集采用美國Lsi計算機系統有限公司生產的專用芯片，該芯片廣泛應用于數控機床檢測，24位雙軸正交信號鑒相器，對輸入的數字信號具有很大的帶寬。在35M頻率，四倍頻正交鑒相情況下，計數頻率可達17M。我公司所設計的檢測儀的頻率是11.0592M，在四倍頻正交鑒相情況下，計數頻率可達5M，滿足3M的要求。

2 自動檢定控制系統部分軟件

2.1 軟件系統架構

自動檢定控制軟件系統包括信號采集、伺服電機的控制、計量檢定數據處理，以及流量計的檢定結果輸出等組成。系統模塊組成如圖2所示。

2.2 自動檢定控制軟件子系統

該子系統是本軟件系統的核心控制部分，通過設置流量計的基本信息，以及設置檢定參數后，操作人員點擊“檢定開始”按鈕，該子系統將按照設置的檢定參數，自動完成所有流量點的檢定工作，在完成所有流量點后，將體積管恢復到初始狀態，包括停止電機運行，體積管恢復到原點，以及關閉管路上的閥門。

2.2.1 流量計參數設置。流量計參數包括流量計的類型，供電電源，儀表信號，流量范圍等基本參數信息。

2.2.2 自動檢定參數設置。自動檢定參數設置包括檢定的流量點，每個流量點檢定次數，檢定時間，檢定流量以及伺服電機的轉速等參數信息。軟件系統按照設置的參數，針對設置的參數系統進行自動判斷設置參數是否有效，例如依據檢定流量計設置的檢定時間大于體積管的最大容積時，系統給出錯誤提示，重新設置參數。

2.2.3 一鍵式自動檢定流程描述。一鍵式自動檢定流量如圖3所示。

2.2.4 檢定數據保存。完成流量計的所有檢定工作后，系統自動的將內存數據保存到Access數據庫中，保存的數據包括了原始采集數據信息，被檢表處的溫度，壓力，被檢表的脈沖以及體積管的標準容積值等信息。

2.2.5 檢定數據輸出。系統借助于Visual Baise的水晶報表類庫將流量計的基本信息以及檢定數據等信息，在系統中可以直接連接打印機，進行打印輸出。

3 結束語

該系統研發成功后，經過在實驗室的實際應用，取得了較好的效果，大大提高了檢表效率。

參考文獻

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