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工程类实验室广州-认证中心工程类实验室校准过程中,校准点数通常取6~11,校准循环次数通常取3~5,具体大小取决于被校传感器的精度和使用要求。
2、校准实验系统设计
仪器校准实验系统由高低温真空试验装置和上位机人机软件组成,其中使用压力薄膜规和镍铬热电偶分别作为压力、温度参量基准,使用解调模块读出被校传感器的输出,系统结构如图2所示。

目前许多智能差压变送器的精度可以达到0.075级,但由于种种原因,在实际运行中其测量误差常常较大,有时甚至达到15%~25%,在进行经济核算时,这一问题显得尤为突出。找出测量误差产生的原因并尽量克服,具有重要的实际意义。笔者根据多年的工作经验,总结了差压流量计误差产生的一些常见原因及消除误差的方法。差压式流量计的组成与工作原理差压式流量计由标准节流装置(如标准孔板)、引压管路和差压变送器组成,如所示。
(1) 高低温真空实验装置
高低温真空实验装置是为了模拟传感器实际测量环境而专门设计的,可以实现压力、温度的复合加载,由腔体、压力控制系统、温度控制系统和水冷循环系统等部分组成。
1) 腔体结构
腔体是高低温试验装置的核心部分,通过隔板分为载荷室和环境室两个腔室。载荷室模拟传感器前端接触到的外界环境,如高温、近真空、微小压力,即壳体外表面环境;环境室模拟传感器后端的工作环境,也就是壳体内部的环境。腔室结构示意图如图3所示。
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电子负载常用于在电源或其他电能转换设备的产品设计和生产试验中,包括电机驱动器逆变器。负载一般有两种形式:由功率电阻组成的基础负载和使用主动电路用以动态模拟负载变化的电子负载。负载常用于老化测试进而确定产品早期故障,作为生产测试的一个重要环节。电子负载常被整合到自动测试系统中。测试报告要么被存在本地或者通过电脑接口上传,这样测试数据可以被进一步或用于存档。对于多数电子负载而言,他们的通就是占空间,消耗大量电能,产生热量和噪音。
为了实现对载荷室温度、压力的复合加载,在载荷室的四周放置镍铬加热板加热,并带有热屏蔽板,使用两根镍铬热电偶测量载荷室环境温度,作为参考温度基准。在室温~375℃的范围 范围内,其测量精度为0.4%。通过压力控制系统调节载荷室内环境压力,使用MKS公司626系列压力薄膜规作为参考压力基准,其压力测量范围0.2~266 Pa,测量精度0.12%。
2) 压力控制系统
压力控制系统能够将载荷室和环境室抽至高真空状态,此外还可以调节载荷室内环境压力。它由机械泵、分子泵、限流阀、压控仪、气体流量计等部件组成。其中限流阀、压控仪用于腔室内压力的控制,气体流量计用于调节补气流量大小。
系统控制逻辑如图4所示。压控仪接收参数设置信号,与薄膜规测量信号进行比较,根据比较结果调节限流阀度的大小,经过不断地调节控制*终达到动态平衡,使得载荷室内气压等于设定压力值。此外,可以根据设定压力的大小调节补气阀度大小,例如若要达到一个较大的压力值,则可以适当增大补气流量,使得载荷室内气压更快地上升到设定压力。
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当某一部分的可靠性指标无法满足时,可采用冗金设计方案来实现。国外孔板流量计不仅注重仪表本身的可靠性设计,并对使用可坏性也要加以设计考虑。一般电孔板流量计产品的可靠性属于指数分布,而机械件多的仪表其可靠性属于正态分布,实际计算起来并不很复杂。我国的孔板流量计设计应对此加以重视,这是产品质量的一个重要关键环节。注重维修性设计维修性不仅包括使用中产品的维修,还包括生产阶段孔板流量计的校准功能、调试功能和维修功能等技术指标,维修住必须在设计阶段加以保证。
3) 温度控制系统
系统采用镍铬加热板加热,通过调节加热电流的大小达到控温的目的。加热电源采用PID控制系统,可以使载荷室从室温快速加温到800℃,并且温度可调、控温。
4) 水冷循环系统
系统配有水冷循环系统用于系统整体的冷却,其中载荷室配置TC WS制冷循环水机,控温范围为10~27℃,给腔室、分子泵等稳定的制冷循环水,保证设备稳定运行。
(2) 上位机人机软件
为了方便高温微压力传感器的仪器校准试验,我们使用FameView组态软件编写了上位机人机软件。该软件主要用于实时监控载荷室和环境室的USSD卡、MMC卡、DVI/HDMCAN等接口,因为用户使用中经常性热插拔,板上的芯片非常容易受静响。这样对于接口就要加上保护器件防止损坏芯片。USB1.USB2.、SD卡、MMC卡等接口,因为用户使用中经常性热插拔,板上的芯片非常容易受静响。这种应用场合不能使用普通的稳压管等信道进行保护,因为稳压管的反应速率太慢、且容性负载较大,会影响信道上的数据通信。NXP特以下方案供客户参考。压力、温度状况,此外还具有数据存储功能。软件通过RS232协议与PLC进行通信,经由PLC控制高低温真空试验装置各个组件,实现了通过计算机远程控制的目的。
图5为该软件载荷室压力监控界面,当压力设定增大时,由于需要补气故响应速度较慢,相比之下,压力设定减小时响应迅速。
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此方法运行成本低、灵活便捷,通常用于装备的前期发过程中,偏重于对软件算法的测试。然而由于逼真度低,与实际环境差异过大,对于正式装备的性能测试仅具有参考作用,大多数场合无法作为 终验证手段。第三种测试方法是半实物模拟测试,此方法是在前两种方法有机结合的基础上发展而来的。它利用数据采集或数学建模的方法组建数字化复杂电磁环境信息数据库,根据实际测试场景需求,计算波形数据,基于复杂信号发生技术,通过波形发生的方式产生实际电磁信号,人为构建高逼真度的复杂电磁环境,用于装备性能测试。

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