100kPa标准气压发生器--整机不确定度的分析.pdfVIP

lOOkPa标准气压发生器 ——整机不确定度的分析 摘 要 本文介绍了海军计量站研制的lOOkPa标准气压发生器的设计思想、工作原理、技术 难点厦推广应用情况．对谊仪器内的主要部件的选择进行了讨论，对机内某些元件参数， 对整机不确定度的影响做了定量的分析． 关键词：标准气压不确定度计量检定 一、引言 气压裹和气动自动化仪表在石油化工、冶金等行业中广泛应用，它们的计量检定和现场校验工作 量也很大，然而，传统的计量的检定装置比较落后，工作效率较低，一般采用标准压力表，以手动调 节气路压力的方式来计量检定。臼本在八十年代推出了标准气压信号发生器，该发生器接入气源后， 只需在仪器面板上调节设定按钮，就可得到所需的标准压力，不确定度和工作效率大大提高．由于进 ；囊Ⅻ_。__川’= 口该发生器价格昂贵(4万元人民币)，国内用户难以承受．因此，国内很少见到这种气压信号发生嚣， 针对这种情况．我们研制了适合我国国情的价格较低的气压信号发生器。 二、主要技术指标 1、压力输出范围：(o～100)kPa 2、不确定度：0．慨 压膏●盥 3、分辨力：0．01kPa 4、响应时间： (5S 三、方案的选择 气压信号发生器就其功能来说，一般 都采用闭环控制来实现，其方框图如右图 。 所示； 圆 方框图中各部分具体方案的讨论如下： 固一 l、设定显示部分： 这一部分的功能是设定并显示所需要的压力，设定值以模拟电压的形式送给控制部分．完成这一 功自E有如下三种方案： 电压输出 出 圈二 囡甲固 圈三 ● 电压输出 固 雷五 目四 156 第一种方案如图=，该方案中的K_-v分压器要用机槭开关和大量的精密电阻，译码电路也较复杂． 第：种方案如图三，该方案是利用D／A转换器。将数字转换成模拟电压．用单片机完成译码工作，供显 示龟龉显示。这～方案成本较高且软件工作量也较大． 第三种方寨如图四．这一方案的B∞码D／A转换电踌由运藏精密电阻、模拟开芙、控制电路簿构成，该 电路不确定度高、线性好、线路较复杂．但在此方案中．采用的是带有数字显示的BcD码拨码开关，取 代了模搬开关，线路就大在地简化了．且方框图中的设定电路和译码显示电路也都随之被取代．我们的 设计思想是力隶线鼯简单而不确定度高、性能可靠的原则，因此，我们在此方案中采用拨码开关，作 为最终选择的方案．具体方寨如图五．拨动拨妈开关便可得所需要的电压信号，设定的压力值由拨码 开关上的机械码显示．该方案结构简单、成本低、性能可靠． 2、控制部分： 该部分的功能是将没定显示部分输出的电压信号和信号反馈部分的反馈电压信号进行比较．得劐 的差值信号按一定的调节方式控糊控制对象，娶完成此功能，须从以下两个方蕊入手。首先完成信号 的比较。两上信号均为电压信号，所以采用差模放大器郎可。西为比较信号的幅度较太，所以对运算 放大器的要求不很高．用OPt7就足以满足要求。 其次是完成调节功能，一般都是采用P、r、D三种调节方式：其中P是最基本的比例调节方式；I 是积分调节方式