多参量电测设备自动校准软件的研究

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(河南省计量科学研究院，郑州 450008)

多参量电测设备校准装置主要是作为标准器用来开展交直流指示仪表校定装置、多功能交流采样变送器校定装置、电测量仪表检定装置等设备的校准工作,该装置的研制成功完善了此类设备的量传体系[1].但是手动校准工作量非常大，效率比较低，为此本文设计开发了一种多参量电测设备自动校准软件.该软件利用先进的计算机通讯技术，对多参量电测设备校准装置中的标准源、标准表以及被校设备进行程控，可实现数据的实时采集、自动处理、误差计算，在校准结束后,可以将数据自动导出并打印.该软件使多参量电测设备的校准工作更加自动化、规范化，使多参量电测设备校准工作效率更高.

1 软件的设计

多参量电测设备校准装置的整体设计[2]如图1所示.计算机可通过控制系统控制三相交流标准源、直流标准源以及标准表，并且可以同时采集校准装置及被检设备的数据.

图1 多参量电测设备校准装置的总体结构图

由于被校多参量电测设备型号功能不尽相同，为了满足不同类型设备的需要，校准软件设计有3种工作模式[3].

1.1 标准源检表模式

标准源检表模式实现以标准源为标准器校准多参量电测设备的测量功能.在此模式下，将校准装置中的标准源与被校设备通过测试导线连接，计算机与标准源和被校设备通过RS232或IEEE488通讯接口进行连接，如图2所示.开始校准后，计算机通过软件发送命令给标准源,选择合适的量程并输出电压、电流等信号给被校设备，同时通过通讯接口采集被校设备的数据作为被检值，采集标准源的数据作为标准值.

1.2 标准表检源模式

标准表检源模式实现以标准表为标准器校准多参量电测设备的输出功能.在此模式下，将校准装置中的标准表与被校设备用测试导线连接，计算机与标准表和被校设备通过RS232或IEEE488通讯接口进行连接，如图3所示.开始校准后，计算机通过软件发送命令给被校设备，选择合适的量程并输出电压、电流等信号给标准表，然后采集被校设备的数据作为被检值，采集标准表的数据作为标准值.

图2 标准源检表模式

图3 标准表检源模式

1.3 标准表检表模式

标准表检表模式实现以标准表为标准器校准多参量电测设备的测量功能.在此模式下，把标准表与被校设备通过测试导线和标准源连接，计算机与标准表、标准源和被校设备通过RS232或IEEE488通讯接口进行连接，如图4所示.开始校准后，计算机通过软件发送命令给标准源,选择合适的量程并输出电压、电流等信号给标准表和被校设备，然后采集被校设备的数据作为被检值，采集标准表的数据作为标准值.

图4 标准表检表模式

2 软件的工作流程

2.1 设计校准方案

软件采用方案管理模式[4].用户可以根据校准的需要给每个型号的被校设备设计一个校准方案，该方案中包含有工作模式的选择、标准设备和被校设备的选择、通讯设置、校准项目设置、量程及检定点的设置.方案设置完成后，再校准同型号的设备就可以直接选择其方案，并通过编辑方案随时增加或减少测试点.校准方案设置的流程图如图5所示.

图5 校准方案设置流程图

2.2 校准过程

校准方案设计完成后，按照生成的数据清单，软件依次进行各点的校准，软件也支持从任意一点开始校准.

具体校准过程为：计算机通过自动校准软件发出控制命令，控制校准装置和被校设备输出信号或者测量信号，采集被校设备的数据作为被检值，依据所选择的工作模式采集校准装置的数据作为标准值，采集的数据保存在数据清单中，软件判断数据是否合格并记录结论，至此完成一个点的校准.然后开始校准下一个点，直到所有的数据全部校完为止[5].流程图如图6所示.

图6 校准过程流程图

2.3 报告打印

软件可实现原始记录或检定证书的自动生成和打印，工作流程如图7所示.根据选择的报表模板，软件把本次测量数据和录入的设备信息自动显示到Word文档中，直接浏览并通过打印机打印.

报表采用Word作为原始模板，可以编辑各种格式的原始记录和证书模板，只需选择不同的模板就可以出具不同格式的报告；同时Word操作简单，方便灵活，检校人员也可以根据要求设计不同格式的报表，为计量报告打印提供便利.

图7 数据打印流程图

3 结 语

自动校准软件采用模块化设计，灵活、方便且具有开放性，根据被校准的多参量电测设备的功能和量程及被校要求自定义校准方案，随时增加或减少校准点，根据需要可以从任一功能的任一点开始校准.该校准软件能够完成多参量电测设备数据的自动采集和误差计算，在校准结束后可以将数据自动导出、打印，大大地提高了工作效率，减轻了计量检定/校准人员的劳动强度.

参考文献：

[1] JJG 147-2010，电测量仪表校验装置检定规程[S].

[2] 刘玮蔚. 高精度全自动交直流指示仪表标准装置设计[J].河南科技，2012(18)：40-40.

[3] 张彦，王志强，谢勇，等.电测仪表微机检定管理系统的开发与设计[J].电测与仪表, 2003，40(6)：22-28.

[4] 程扬波.信号源类仪器自动检定/校准软件测试平台中检定流程的设计及实现[J].工业仪表与自动化装置，2008(1)：57-59.

[5] 魏富鹏.多参量电测设备标准装置中信号发生器的研究[D].郑州：郑州大学，2013.