电子数显量表的全自动检定仪设计

　　0　引言

　　由于传感技术和电子测量技术的发展，数显表作为一种度量显示的电子仪表，以其使用方便、操作快捷、功耗低、抗干扰能力强等优点，使用量逐年增长，应用范围越来越广泛，纯机械式测量量具已逐步被电子数显表取而代之[1]。目前，在国内长度计量[2]的测量量具仪中，许多厂家的数显指示表的检定工作还处于人工检定阶段，造成了检定工作效率低、准确度差。

　　国内目前广泛使用半自动量表检定系统[3-7]，它的特点在于标准值的测量不再依靠人工读出，而是用精确度极高的磁场式时栅[8-9]、容栅[10-11]、或者光栅传感器[12-14]完成标准值的测量任务。其工作过程是用手转动卡具使指示表与光栅传感器同步移动到各个被检点，当检定员看到数字和待检定的数值一样时，按下按钮，计算机通过上位机程序读取此时光栅传感器的数值，将其与指示表所示的数值相比较，给出示值误差，这样就可以得到一组示值误差。相对于纯机械式的检定方法，半自动的数显量表检定系统在检定速度上有了一定的提高，但仍然存在在检定过程中人眼易疲劳、定时采样由于精神紧张以及其他一些主观因素，容易产生检点漏采和读数误差等问题。

　　为了适应社会的需求，提高数显量表的检定效率及精度，设计一种全自动数显指示表检定系统，是各数显指示表生产厂家和计量部门亟待解决的问题。数显量表自动检定系统的设计难点，在于用计算机软件对不同传输数率的数显量表和光栅表数据进行快速、准确的采集和处理，并且同时还需要用计算机对步进电机的精确控制。随着计算机接口通信技术的快速发展，利用通信协议对仪表、设备数据的读取，在应用中也已经相当成熟，设计一种计算机自动检定数显量表是可行的。

　　本文提出一种基于串口通信控制的数显量表检定系统，通过对应的上位机测控软件，将数显量表检定与计算机自动控制相结合，使检定工作、检定过程的完成、检定数据的处理均由计算机控制完成，降低了操作人员的劳动强度及人为因素对检定的影响。

　　1　系统工作原理

　　全自动数显量表检定系统，通过PC客户端程序控制步进电机代替人手转动卡具，使数显量表的数值依次到达各个被检点，并读取数显量表和光栅表的实时数值，经处理后给出误差，从而省去了检定过程中的人为因素，既提高了检定速度，又提高了检定精度。电子数显量表全自动检定系统的结构框图如图1所示。

　　PC上位机软件在设置相应的参数后，开始采集光栅表和数显量表的数据，为提高采集数据的准确性，在被检点时，采集到的连续数据各自比较3次，在符合设定范围内才进行采集处理，另外被检点误差在符合设定范围时，系统才会发下一次步进命令给电机，否则系统将停止工作。根据检定量程的不同检定段，系统将发送相应的步进命令给电机，以节省检定所需的时间。