一種現場快速校準溫度二次儀表用轉接器的研制

劉純輝 夏詩明 李海浩 梁希文 成興偉 孫善民 周軍琿

摘 要：建筑陶瓷等企業的窯爐等生產設備配備有大量的溫度二次儀表，這些儀表是否準確可靠對生產出滿足要求的產業非常重要。以往，計量技術人員對這些儀表的校準需要花費大量的時間，并且需要打開電器柜子對每個儀表進行拆接線，帶電作業非常頻繁，存在非常大的安全隱患。隨著自動化和智能化的發展，和企業轉型升級的需要，研究如何快速安全地對這些溫度二次儀表進行校準具有很大的意義。

關鍵詞：現場;快速;校準;溫度;二次儀表;轉接器;研制

1 引 言

隨著社會科學技術的發展，人民物質文化生活的提高，低價勞動力無限供給的格局已經發生了變化，這種變化是歷史性的，是中國社會經濟發展到了一定階段的必然結果。

計量是保證單位制統一和量值準確可靠的活動，建筑陶瓷等生產企業的窯爐等生產設備都配備有大量的溫度二次儀表，一個企業有成百上千件，這些儀表是否準確可靠對生產出滿足要求的產品質量非常重要。以往，計量技術人員對這些儀表的校準需要花費大量的時間，并且需要打開電器柜子進行每個儀表進行拆接線，帶電作業非常頻繁，存在很大的安全隱患。現場快速安全地校準溫度二次儀表用的轉接器是未來溫度二次儀表智能化計量的關鍵器件，對其它計量工作有巨大的借鑒意義和參考價值。通過發展校準用轉接器，生產企業可以根據需要對需要計量的儀器設備進行實時、按需進行在線校準或智能化自動校準。該項目的社會和經濟效益非常顯著。

2研究目標和研究內容

研究目標：

（1）所研究的轉接器承擔顯示二次儀表、傳感器、標準測量設備（包括標準信號源） 和計算機系統等多方線路連接。轉接器根據實際需要在多方之間進行線路轉接，還可根據標準信號的特征又有不同的轉接方式。

（2）轉接器除了有許多的接線端外，還可以提供若干個插孔，可直接連接安裝在轉接器所安裝的設備外殼上，便于快捷連接標準計量儀器、轉換器控制器和計算機系統等用于校準設備。

（3）通過安裝轉接器，在校準溫度二次儀表或二次顯示系統的時候，不用手動帶電拆接線路進行現場校準。可以做到不用拆溫度二次儀表的螺絲，只要簡單進行插入插頭等即可進行接線校準。計量技術人員現場校準溫度二次儀表的時間大減，效率將大大提高，轉接器應用前景廣闊。

（4）當轉接器鑲嵌在整個生產企業的信息系統的現場終端電器柜中時，生產企業可以通過企業生產計算機系統（如MIS系統等）隨時進行計量儀器設備的校準，只需要定期對某個便攜的便于接入的標準信號器件進行溯源即可。

研究的內容：

（1）轉接器內部器件配置：轉接器二次儀表與傳感器間線路轉換開關模組、二次儀表與標準信號接入間開關模組、二次儀表與計算機系統信號接入開關模組以及不同標準信號間轉換開關模組的選擇與配置;各器件之間的通訊協議模塊;必要的控制器;接線端器件和接線;外接插頭組件等。

開關模組可以使繼電器控制模組帶有通訊模塊，可實現遠程電腦控制，如：一組用于控制熱電偶的輸入，一組用于標準器的輸入或輸出，一組用于控制數字溫度表與計算機的通訊，一組用于標準儀器與計算機的通訊。

通訊模組，將溫度表等的通訊接口接入通訊模組，再與計算機連接，實現數據的自動采集。

通過轉接器設計的快速校準系統主要由多功能校驗儀、數字溫度二次儀表、轉接器、接線和接線端（柱）器組、計算機和專用軟件組成。

（2）轉接器內外電路的設計需要符合相關校準工作場景的需要，圖1為比較典型的原理圖圖例。

以用于配熱電偶的數字溫度二次儀表校準為例說明，兩種方式：

1）通過計算機控制繼電器模組kb打開，繼電器模組kk接通的方式校準時（此時多功能校驗儀采用輸出標準電壓方式）：

被檢數顯溫度表的示值誤差=被檢數顯溫度表的溫度顯示值-【（輸出的標準信號mV值+外接數字溫度表測量柜內溫度值查表所得mv值）查表所代表的溫度值】

2）通過計算機控制繼電器模組kb接通，繼電器模組kk接通校準時（此時多功能檢驗儀測量熱電偶信號方式）：

被檢數顯溫度表的示值誤差=被檢數顯溫度表的溫度顯示值-【（標準表的測得mV值+外接數字溫度表測量柜內溫度值查表所得mv值）查表所代表的溫度值】

3 校準專用軟件的要求

可以控制多功能校驗儀通過輸入或輸出功能來校準數字溫度表。a功能包含對多功能校驗儀的輸出輸入模式切換、電流電壓數據采集、控制輸出電流電壓值及數字溫度表的數據采集，數據處理、校準報表展示、判斷結論、數據存儲、數據備份、參數設置以及數據管理等自動化、智能化功能。

軟件包含的界面如圖5：

參考文獻

[1] 《JJG617-1996》數字溫度指示調節儀.

[2] 《JJF1664-2017 》溫度顯示儀校準規范.