指针式压力表全自动检定系统的研制

　　1.引言

　　指针式压力表是目前生产过程中应用最普遍的压力测量仪表之一，不仅品种多，而且数量大。而指针式压力表检定周期很短，一般为半年至一年，因而检定工作量很大。目前，这类仪表的检定工作主要靠手工操作，不仅检定效率低、劳动强度大，而且精度受人为因素影响大。因此，实现压力表的自动检定具有重要意义。

　　2自动检定系统工作原理

　　自动检定系统由标准压力自动产生系统及自动判读系统两部分组成，如图1所示。被检压力表通过特殊接头固定在检验台上(最多可达六块)。由标准压力自动产生系统产生指定检定点的标准压力，其压力控制指令由主机根据键盘输入参数传递。当系统中压力稳定后，通知摄像装置依次摄取检验台上的表盘图像，并传送给主机。主机中配有VIGP 2M图像处理卡及图像处理软件，可实时处理表盘图像，并依次计算各仪表指针示值及其在该检定点的误差。依次进行正反行程的检定，最后打印检定结果。

　　3标准压力自动产生系统

　　标准压力自动产生系统为闭环油压系统，系统配置如图2所示。采用步进电机带动活塞压力泵作为执行机构，利用0. 05级精密数字压力表作为标准表测量系统压力，并利用单片机压力控制仪对造压过程进行闭环负反馈控制。

　　系统采用两台步进电机带动两台活塞压力泵造压，目的是提高造压速度，以适应多台表同时检定或某些要求用油量较大的场合。其中一台活塞压力泵处于造压阶段时(即向油路注油)，另一台处于造压准备阶段(即从油杯中吸油)。处于造压阶段的步进电机由单片机经D/A转换器及V /F转换电路进行控制，处于造压准备阶段的步进电机则由逻辑电路(阻容充/放电　　电路与V/F转换电路)控制。油路的切换采用电磁阀控制，其优点是密闭性好，从而保证系统有较高的造压速度和静态压力稳定性。系统在被检表与标准表油路间加装电磁阀，目的是在造压换泵前切断被检表油路与造压油路间的联系。待换泵完成，且造压油路重新恢复换泵前压力时，再将电磁阀打开，这样可消除换泵过程中可能产生的系统压力波动。

　　由于传统的PID调节法具有造压速度与超调之间的矛盾，为保证压力产生的快速性，又避免明显的过冲，系统采用智能控制算法。在造压过程的前段，控制步进电机以较高速度运转。当压力接近稳态值时，步进电机速度减慢。而当压力进入稳态值的某一邻域时.步进电机改用步进(转角)控制。这样可保证系统静态压力精度及压力产生的快速性，又不会引起过冲。步进电机的输出转矩在高频下随着驱动脉冲频率的上升而下降，因而使步进电机不失步的最佳升速频率为: