工业铂热电阻检定数据处理软件

2014-08-02周秀红

化工自动化及仪表 2014年9期

周秀红

(中国石油西部管道公司科技信息服务中心，乌鲁木齐 830012)

工业铂电阻具有测温准确、精度高、稳定性好、测温范围宽及远距离测量等优点，在石油化工生产和科学实验中有着非常广泛的应用，其测温结果的准确度直接影响产品质量或实验结果。在日常检定过程中，工业铂热电阻检定规程中给出的检定结果的计算程序繁琐，手工处理时容易出错，在计算过程中对数据的取舍也会影响检定结果，而且Excel设计的计算过程不能对所有仪表信息进行对应存储。

为了更好地解决计算中的实际问题，并能更方便地存储仪表的检定信息，笔者将Visual Studio 2008和C#语言结合，编写了工业铂热电阻检定结果的数据处理软件，以期达到更高的计量计算准确度。

1 铂热电阻误差判定参数①

参照《工业铂、铜热电阻检定规程》(JJG 229-1998)，判断一支铂热电阻合格与否，在检查装配质量、外观和绝缘电阻测量合格后，主要是判定铂热电阻值R分别为0、100℃的实际电阻值对分度表标称电阻值的允许偏差，以及电阻温度系数a与标称值的偏差Δa是否符合规定。

在JJG 229-1998中，铂热电阻的实际电阻值对分度表标称电阻值是以温度表示的允许偏差Ei(℃)：A级±(0.15+0.002∣t∣)，B级±(0.30+0.005∣t∣)，将其以温度表示的允许偏差转换成电阻允差，以便直观判断R为0、100℃时是否合格。被检铂热电阻在0℃时电阻随温度的变化率(dR/dt)t=0=0.391Ω/℃，在100℃时电阻随温度的变化率(dR/dt)t=100=0.379Ω/℃，通过计算得到A级铂热电阻在0℃时的电阻最大允差为±0.15×0.391=±0.05865Ω，100℃时的电阻最大允差为±0.35×0.379=±0.13265Ω；B级铂热电阻0℃时的电阻最大允差为±0.30×0.391=±0.1173Ω，100℃时的电阻最大允差为±0.80×0.379=±0.3032Ω，即可得到铂热电阻误差判定参数(表1)。

表1 铂热电阻误差判定参数

因此，在R(0℃)、 (100℃)符合上述要求后，接下来计算电阻温度系数与标称值的偏差Δa。

2 铂热电阻检定结果常用计算方法

2.1 手工计算

从JJG 229-1998了解到，工业铂热电阻的电阻与温度存在一定的关系：在-200～0℃时，R(t)=R(0℃)·[1+At+Bt2+C(t-100℃)t3]，在0～850℃时R(t)=R(0℃)·(1+At+Bt2)，

其中R(t)为当温度为t时铂热电阻的电阻值；t为温度；R(0℃)是温度为0℃时铂热电阻的电阻值；A、B、C为常数，A的值为3.9083×10-3℃-1，B的值为-5.775×10-7℃-2，C的值为-4.183×10-12℃-4。

从这两个式子可以看出，只要计算出在温度为0℃时的铂热电阻的阻值，就可以得到温度为t时的铂热电阻的阻值。通过计算并对计算过程进行推导归纳总结，得出铂热电阻标称值偏差Δa的计算式如下：

Δa=a-0.003851

0.003851，R′(0℃)=100.00Ω，三线制铂电阻；Ri=2R1-R2

最后得到-偏差Δa公式为：

因此，将标准和被检铂热电阻的检定数据代入上述公式，通过复杂的计算就可以得出检定结果，对照规程要求判定其合格与否和准确程度，铂热电阻标称值的偏差判定标准见表1。

2.2 采用Excel表格计算

为了简化计算过程，避免手工计算错误和对数据精度取舍不适当的问题，采用Excel设计了比较简便、适用的计算公式，如图1、2所示。

在图1、2所示的表格中，根据被检铂热电阻的接线方法输入铂热电阻检定过程中记录的各种数据，包括：标准铂热电阻水三相点的电阻值；标准铂热电阻证书给出的电阻比；标准铂热电阻在0、100℃时的测量电阻值；被检铂热电阻在0、100℃时的测量电阻值。最后采用Excel表格通过公式计算给出标称值的实际偏差值，同时判定其是否合格并给出精确度。

虽然Excel表格计算铂热电阻检定结果使计算结果得以简化，但是没有对铂热电阻的详细信息进行存储，不能将数据计算、结果查询和证书打印功能结合为一体。

图1 二线与四线铂热电阻检定结果计算

图2 三线铂热电阻检定结果计算

3 工业铂热电阻检定结果数据处理软件

鉴于铂热电阻检定结果常用计算方法的不足和统计信息不全面的问题，将Visual Studio 2008和C#语言相结合设计编制工业铂热电阻检定结果数据处理软件，该软件主要由五大功能模块组成。

3.1 系统设置模块

主要对员工信息进行动态管理，为信息录入模块中的人员信息提取做辅助。

3.2 信息录入模块

该模块是软件的核心部分，主要录入计量器具信息(包括证书编号、送检单位、计量器具名称、型号规格、出厂编号、制造单位和检定依据)，选择接线方式，添加检定数据与计算，输入环境条件及审核等其他信息。将录入诸多条的基本信息数据存入到Access数据库中，这样以后的输入就由计算机直接调用，在原始记录和证书打印中就不会再发生人为操作的错误，还可以减少数据的输入量，从而提高工作效率和质量，如送检单位、计量器具名称、型号规格、制造单位及检定依据等信息就不用每次输入，只要调用，就会自动生成。此外，检定日期和有效期都是由计算机自动设定，避免了人为错误。

同时，该模块将公式的计算转移到后台处理，自动完成繁琐的计算程序。只要输入检定数据，计算机就会计算出标称值偏差，判断检定合格与否，并根据精确度的要求(表1)，给出被检铂热电阻的等级，避免了费时费力的人工计算和错误现象的发生，操作更加简便。

数据计算程序代码如下：

R0X=Rtpx/1.0000398;

Rt0=0.00399*Rtpx;

Ri=2*R1-R2;(三线铂热电阻增加此项)

DRx=Rix-R0X;

ti=DRx/Rt0;

R0=Ri-0.391*ti;

R100X=Rtpx*W100x;

Rt100=0.00387*Rtpx;

Rb=2*R3-R4;(三线铂热电阻增加此项)

Dt=(Rbx-R100X)/Rt100;

R100=Rb-0.379*Dt;

W100=R100/R0;

E0=(R0-100)/0.391;

DW100=W100-1.385;

a=(R100-R0)/(100*R0);

Da=a-0.003851;

检定结果判定程序代码如下：

Da=Math.Round(Da，6);

lblDA.Text=Da.ToString("F6");

if(Math.Abs(Da)<=0.000006)

{

lblConclusion.Text="A级";

}

if(Math.Abs(Da)>0.000006&&Math.Abs(Da)<=0.000012)

{

lblConclusion.Text="B级";

}

if(Math.Abs(Da)>0.000012)

{

lblConclusion.Text="不合格";

}

3.3 信息查询模块

查询、检索、核对仪表具体信息，存档保存，以便全面了解并掌握各单位在用铂热电阻的检定情况。

3.4 证书打印模块

根据JJG 229-1998编写证书模板，只要完成基本参数的输入，即可由计算机自动完成规定格式的检定证书打印，从而提高工作效率并降低检定人员的工作强度。

3.5 帮助模块

主要提供用户详细指南。

4 软件应用要求

铂热电阻检定数据计算与处理软件的要求：Microsoft.NET Framework 3.5；满足的操作系统有Windows XP Home或Windows XP Professional；Windows Server 2003系列；Windows Vista；Windows Server 2008。

硬件要求：运行Microsoft.NET Framework 3.5所需满足的CPU最低配置Pentium 400MHz、建议配置Pentium 1GHz或更快；RAM最低要求96MByte、建议256MByte以上。