标准表法流量标准装置的设计

　　0　引言

　　目前,流量仪表的校验一般采用容积法。虽然容积法流量标准装置精度高,但其一次投资大,而且容积法的校验规程复杂,对校验人员的要求较高,校验时间长、效率低。随着计算机技术的普及,标准表法流量标准装置因其成本低、效率高、能够满足工业用仪表的精度要求而越来越受到重视。不但仪表厂家新建校验装置时优先采用,而且对现有的流量标准装置进行技术改造,增加标准表法,也成为大势所趋。另外,对于流量仪表的大宗用户,也可依照本文所述,建造标准表法流量标准装置,可以节约大量的仪表复校费用。

　　1　系统构成

　　标准表法流量标准装置的系统构成如图1所示。

　　首先采用容积法校验标准表,利用最小二乘法对校验数据进行回归分析,得出回归系数,以便对标准表数据进行补偿,使标准表数据接近标准容器的实测值。然后,把被校表和标准表的流量信号通过信号处理器、数据采集卡输入计算机中,按照各种流量仪表的实流校验规程,编制相应的程序,计算出所需的数据,把校验结果显示在屏幕上,根据需要由打印机打印出相应的数据清单。

　　2　硬件部分

　　2.1　标准表的选用

　　流量仪表的种类很多,各有特点,常用几种产品的主要性能列于表1。其他流量仪表,如转子流量计、超声波流量计、涡街流量计等,一般不用作标准表。

　　从表1可以看出,虽然电磁流量计价格较高,但一次投资,可长期使用,而且其精度较高、重复性好、无可动部件、无压力损失、量程比大、使用寿命长,因此首选电磁流量计作为标准表。

　　2.2　信号处理器

　　数据采集卡都允许多种输入信号,如频率信号、电压信号等,但有的数据采集卡对输入信号的频率或幅值有要求,而被校表的输出信号又各不相同,当后者不能满足前者的要求时,就要采用信号处理器对其进行处理,使得二者互相匹配。为了减小测量误差,采用频率信号作为采集卡的输入信号,因此只须调整信号的幅度和频率。如果信号频率超出数据采集卡的要求范围时,就要对信号作分频处理,而且在软件设计中也应作相应的处理。但是大多数情况下,二者是相互匹配的。当被校表(如节流装置)没有频率输出时,可以把4~20mA输出信号变为1~5V电压信号,输入数据采集卡中,但在数据采集程序中应作相应处理。

　　2.3　数据采集卡

　　数据采集卡品种十分丰富,价格差别很大,但基本上都能满足需要。使用时应选择带有光电隔离的数据采集卡,以防万一误接信号线或电源线,不会损坏数据采集卡或计算机。下面以HY-6220隔离型多功能定时/计数板为例作介绍。