一种现场快速校准温度二次仪表用转接器的研制

刘纯辉 夏诗明 李海浩 梁希文 成兴伟 孙善民 周军珲

摘 要：建筑陶瓷等企业的窑炉等生产设备配备有大量的温度二次仪表，这些仪表是否准确可靠对生产出满足要求的产业非常重要。以往，计量技术人员对这些仪表的校准需要花费大量的时间，并且需要打开电器柜子对每个仪表进行拆接线，带电作业非常频繁，存在非常大的安全隐患。随着自动化和智能化的发展，和企业转型升级的需要，研究如何快速安全地对这些温度二次仪表进行校准具有很大的意义。

关键词：现场;快速;校准;温度;二次仪表;转接器;研制

1 引 言

随着社会科学技术的发展，人民物质文化生活的提高，低价劳动力无限供给的格局已经发生了变化，这种变化是历史性的，是中国社会经济发展到了一定阶段的必然结果。

计量是保证单位制统一和量值准确可靠的活动，建筑陶瓷等生产企业的窑炉等生产设备都配备有大量的温度二次仪表，一个企业有成百上千件，这些仪表是否准确可靠对生产出满足要求的产品质量非常重要。以往，计量技术人员对这些仪表的校准需要花费大量的时间，并且需要打开电器柜子进行每个仪表进行拆接线，带电作业非常频繁，存在很大的安全隐患。现场快速安全地校准温度二次仪表用的转接器是未来温度二次仪表智能化计量的关键器件，对其它计量工作有巨大的借鉴意义和参考价值。通过发展校准用转接器，生产企业可以根据需要对需要计量的仪器设备进行实时、按需进行在线校准或智能化自动校准。该项目的社会和经济效益非常显著。

2研究目标和研究内容

研究目标：

（1）所研究的转接器承担显示二次仪表、传感器、标准测量设备（包括标准信号源） 和计算机系统等多方线路连接。转接器根据实际需要在多方之间进行线路转接，还可根据标准信号的特征又有不同的转接方式。

（2）转接器除了有许多的接线端外，还可以提供若干个插孔，可直接连接安装在转接器所安装的设备外壳上，便于快捷连接标准计量仪器、转换器控制器和计算机系统等用于校准设备。

（3）通过安装转接器，在校准温度二次仪表或二次显示系统的时候，不用手动带电拆接线路进行现场校准。可以做到不用拆温度二次仪表的螺丝，只要简单进行插入插头等即可进行接线校准。计量技术人员现场校准温度二次仪表的时间大减，效率将大大提高，转接器应用前景广阔。

（4）当转接器镶嵌在整个生产企业的信息系统的现场终端电器柜中时，生产企业可以通过企业生产计算机系统（如MIS系统等）随时进行计量仪器设备的校准，只需要定期对某个便携的便于接入的标准信号器件进行溯源即可。

研究的内容：

（1）转接器内部器件配置：转接器二次仪表与传感器间线路转换开关模组、二次仪表与标准信号接入间开关模组、二次仪表与计算机系统信号接入开关模组以及不同标准信号间转换开关模组的选择与配置;各器件之间的通讯协议模块;必要的控制器;接线端器件和接线;外接插头组件等。

开关模组可以使继电器控制模组带有通讯模块，可实现远程电脑控制，如：一组用于控制热电偶的输入，一组用于标准器的输入或输出，一组用于控制数字温度表与计算机的通讯，一组用于标准仪器与计算机的通讯。

通讯模组，将温度表等的通讯接口接入通讯模组，再与计算机连接，实现数据的自动采集。

通过转接器设计的快速校准系统主要由多功能校验仪、数字温度二次仪表、转接器、接线和接线端（柱）器组、计算机和专用软件组成。

（2）转接器内外电路的设计需要符合相关校准工作场景的需要，图1为比较典型的原理图图例。

以用于配热电偶的数字温度二次仪表校准为例说明，两种方式：

1）通过计算机控制继电器模组kb打开，继电器模组kk接通的方式校準时（此时多功能校验仪采用输出标准电压方式）：

被检数显温度表的示值误差=被检数显温度表的温度显示值-【（输出的标准信号mV值+外接数字温度表测量柜内温度值查表所得mv值）查表所代表的温度值】

2）通过计算机控制继电器模组kb接通，继电器模组kk接通校准时（此时多功能检验仪测量热电偶信号方式）：

被检数显温度表的示值误差=被检数显温度表的温度显示值-【（标准表的测得mV值+外接数字温度表测量柜内温度值查表所得mv值）查表所代表的温度值】

3 校准专用软件的要求

可以控制多功能校验仪通过输入或输出功能来校准数字温度表。a功能包含对多功能校验仪的输出输入模式切换、电流电压数据采集、控制输出电流电压值及数字温度表的数据采集，数据处理、校准报表展示、判断结论、数据存储、数据备份、参数设置以及数据管理等自动化、智能化功能。

软件包含的界面如图5：

参考文献

[1] 《JJG617-1996》数字温度指示调节仪.

[2] 《JJF1664-2017 》温度显示仪校准规范.