壓力變送器在航天器地面模擬試驗中的自動校準技術（二）

【摘要】通過在LabVIEW 平臺上設計虛擬儀器測控軟件，實現了自動控制校準設備、自動生成證書和自動創建壓力變送器參數登記本及計算校準費等，提高了壓力變送器的校準效率和測量精度，滿足了日常工作的需要，保證了航天器地面模擬試驗中壓力測量數值的準確性。

2、虛擬儀器測控軟件設計

     虛擬儀器是基于計算機的儀器。LabVIEW 是一種圖形化的編程語言（又稱G 語言），是目前應用最廣、發展最快、功能最強的圖形化軟件集成開發環境，它廣泛地被工業界、學術界和研究實驗室所接受。作為一個標準的數據采集和儀器控制軟件，LabVIEW 集成了數據采集卡的硬件驅動和GPIB、VXI、RS-232 和RS-485 通信協議的全部功能，還內置了便于應用TCP/IP、ActiveX 等軟件標準的庫函數。使用LabVIEW 開發平臺編制的程序包括前面板、程序框圖及圖標/連線板3 部分。用于壓力變送器自動校準的虛擬儀器測控軟件由壓力標準裝置控制模塊、壓力變送器信息設置模塊、測量結果的數據處理模塊、校準費計算和參數登記本生成模塊這4 大模塊組成。

2.1 壓力標準裝置控制模塊

該模塊通過計算機的串口來實現計算機與標準壓力裝置儀器的控制關系。首先編寫串口程序，使用標準壓力裝置的串口命令，保證計算機和儀器設備之間的通信；然后根據設定點數和壓力值，實現壓力標準裝置正行程自動加壓和反行程自動卸壓。避免了手動搬運砝碼來進行加壓和減壓的過程，提高了工作效率。

2.2 壓力變送器信息設置模塊

    該模塊主要是提示用戶輸入待校準壓力變送器的校準證書編號、型號規格、生產廠家、出廠編號、量程、精度、校準日期和實驗室環境的溫濕度，以及客戶名稱、地址和聯系方式。根據精度要求設定校準點的個數，根據量程設定測量范圍的上下限并選擇壓力校準單位（Pa、kPa、bar、torr 等）。

2.3 測量結果的數據處理模塊

    在該模塊中設計嵌入了數據處理的方法，計算機將根據輸入壓力變送器的參數自動計算出各校準點的理論輸出值，輸入被校準壓力變送器的檢定結果數值并和計算機計算出的各校準點和理論輸出值進行比較，依據JJG 882—2004《壓力變送器檢定規程，進行示值誤差、回程誤差、誤差允許值的計算，在虛擬儀器前面板上顯示測量結果并進行數據保存，然后自動生成校準證書和原始記錄。減小了校準人員在處理數據過程中出現錯誤的概率，也提高了數據處理的效率。

2.4 校準費計算和參數登記本生成模塊

在計量校準的過程中，為了方便校準費用的及時統計和便于以后查找某壓力變送器的型號參數和校準日期，編寫了此功能模塊，進行數據保存，給管理人員帶來方便。

3、校準實例

以西安仕樂克儀表有限公司生產的壓力變送器在實驗室校準為例，測量的環境溫度為19.2 ℃、相對濕度為18%。此壓力變送器測量范圍為0～120 kPa，輸出電流范圍4～20 mA，精度為0.5 級，編號為4-2167。根據JJG 882—2004，為了保證型號測試的需要，我們選擇了6 個校準點，校準結果如表1所示。

根據精度要求可以得到，示值誤差允許值為±(20.000-4.000)×0.5%= ±0.080 0 mA（表1 中最大示值誤差0.033 mA），滿足檢定規程的要求；回程誤差允許值為±(20.000-4.000)×0.4%=±0.064 0 mA（表1中最大回程誤差0.000 mA），滿足檢定規程的要求，符合0.5 級

4、結束語

本文所述校準裝置采用計算機及虛擬儀器測控軟件對壓力控制器和數據采集及處理系統進行

控制，實現了壓力變送器的自動校準，提高了校準數據的精度和可靠性，同時也縮短了填寫校準證書和原始記錄的時間，提高了工作效率。經過反復大量的試驗證明，該裝置運行穩定可靠，滿足航天器地面模擬試驗中對壓力變送器校準的要求。