一、 概述

　　隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器儀表及其測(cè)試技術(shù)跟著發(fā)生根本變化，傳統(tǒng)的測(cè)量理論、測(cè)量技術(shù)和方法已不能適應(yīng)發(fā)展的需要，新的測(cè)試系統(tǒng)正沿著計(jì)算機(jī)化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。

　　新一代溫度計(jì)檢定裝置已在北京中航機(jī)電研究所誕生。它與目前市場(chǎng)流行的熱電偶熱電阻自動(dòng)檢定裝置不同，在嚴(yán)格執(zhí)行ITS-90溫標(biāo)和國(guó)家檢定規(guī)程的前提下，它做到了實(shí)實(shí)在在的一機(jī)多用，同時(shí)還能完成智能化計(jì)量管理任務(wù)。它是集現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)、計(jì)算機(jī)測(cè)控技術(shù)和信息管理技術(shù)于一體的新一代溫度儀表檢定裝置，是全新概念的溫度計(jì)量管理系統(tǒng)。

二、系統(tǒng)組成、性能和原理

（一）基本組成

    本裝置的基本組成包括核心部件多功能高精度數(shù)字電測(cè)儀表；關(guān)鍵部件多路自動(dòng)掃描開(kāi)關(guān)；主要部件溫度控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)打印機(jī)及其功能*系統(tǒng)配套軟件。通過(guò)控制電路和多路接口，將各智能化功能部件連成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。

（二）主要性能指標(biāo)

1. 基本功能

① 用一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10―鉑熱電偶溫度計(jì)檢定二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10―鉑熱電偶溫度計(jì)；

② 用一等或二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度計(jì)檢定工業(yè)用各型熱電偶（S、R、B、K、N、E、J、T）溫度計(jì)；

③ 用二等標(biāo)準(zhǔn)熱電阻溫度計(jì)檢定工作用熱電阻（Pt100、Pt10、Cu100、Cu50）溫度計(jì)；

④ 對(duì)多路溫場(chǎng)信號(hào)輸入進(jìn)行分時(shí)檢定；

⑤ 對(duì)工業(yè)熱處理爐進(jìn)行溫場(chǎng)測(cè)試。

2. 主要指標(biāo)

① 數(shù)字電壓表準(zhǔn)確度為0.003%，分辨率為0.01μV。

② 掃描開(kāi)關(guān)寄生電勢(shì)≤0.4μV。

③ 控溫準(zhǔn)確度為0.1%FS。穩(wěn)定性：對(duì)高溫爐≤0.1℃/min；對(duì)油（水）槽≤0.04℃/10min 。

④ 對(duì)工業(yè)用熱電偶熱電阻溫度計(jì)一次可檢定1~7支。

⑤ 檢定溫度范圍：熱電偶溫度計(jì)為300℃~1600℃；熱電阻溫度計(jì)為0~300℃（還能對(duì)Pt100在-100℃~0℃之間檢定 ）；液體溫度計(jì)為-30℃～150℃；

⑥ 對(duì)熱處理爐的溫場(chǎng)測(cè)試范圍為50℃~1000℃。

⑦ 總不確定度：二等標(biāo)準(zhǔn)檢定為0.5℃

工業(yè)用熱電偶檢定為0.7℃

工作用熱電阻檢定為50mk

熱處理爐溫場(chǎng)測(cè)試為1℃

⑧ 軟件：功能*，集測(cè)量控制和管理于一體，為檢定裝置建標(biāo)提供整套測(cè)試軟件。

（三）工作原理

　　本裝置分別由多個(gè)控溫回路和一個(gè)檢測(cè)回路組成 測(cè)控系統(tǒng)?？販鼗芈吠ㄟ^(guò)智能溫度控制儀表和上位機(jī)指令實(shí)現(xiàn)對(duì)高溫爐和油、水槽多個(gè)溫場(chǎng)的升溫、恒溫的軟硬件雙重控溫，控溫回路組成還包括溫度傳感器及其功控系統(tǒng)。檢測(cè)回路通過(guò)多路自動(dòng)掃描開(kāi)關(guān)將各溫場(chǎng)輸送的信號(hào)逐個(gè)傳遞到高精度智能電測(cè)儀表進(jìn)行測(cè)量并通過(guò)計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)。其工作原理如圖1所示。

三、檢定裝置特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)

　　處處為用戶(hù)著想的指導(dǎo)思想體現(xiàn)在檢定裝置的總體設(shè)計(jì)中，實(shí)實(shí)在在地做到了一機(jī)多用。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10―鉑熱電偶溫度計(jì)和工業(yè)用溫度計(jì)的檢定合二為一；一套測(cè)量系統(tǒng)可面對(duì)多個(gè)恒溫場(chǎng)輸送過(guò)來(lái)的信號(hào)，zui大限度地提高裝置的使用效率；這是特點(diǎn)之一。充分利用當(dāng)代*的計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)，使用可靠性高的通用智能控溫儀表，實(shí)現(xiàn)軟硬件雙重控溫，提高了裝置的可靠性和靈活性，是多個(gè)溫場(chǎng)提供的信號(hào)能利用一個(gè)測(cè)量回路的基礎(chǔ)；這是特點(diǎn)之二。第三個(gè)特點(diǎn)是采用高精度智能多功能電測(cè)儀表和低寄生電勢(shì)的智能多路掃描開(kāi)關(guān)，為一機(jī)多用提供硬件支持。本裝置還可*脫離PC機(jī)控制，通過(guò)手動(dòng)操作各智能部件（面板操作鍵），實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)工作，保證了沒(méi)有上位機(jī)控制的情況下仍能繼續(xù)開(kāi)展檢定工作。

　　實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)是依賴(lài)于軟硬件技術(shù)的緊密配合的結(jié)果。軟件中的交叉檢定是實(shí)現(xiàn)一套測(cè)量系統(tǒng)，可面對(duì)多個(gè)恒溫場(chǎng)輸送來(lái)的信號(hào)的關(guān)鍵。通過(guò)對(duì)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)識(shí)別，然后排出時(shí)序，進(jìn)行分時(shí)測(cè)量，由于每測(cè)量一個(gè)溫場(chǎng)送來(lái)的信號(hào)只需幾分鐘就可完成按規(guī)程要求的幾個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，然后就可以進(jìn)行另一恒溫場(chǎng)送來(lái)的信號(hào)的測(cè)量，在硬件上作出相應(yīng)的支持下，就可實(shí)現(xiàn)對(duì)多個(gè)溫場(chǎng)輸送的信號(hào)的檢定。采用軟硬件雙重控溫是使各溫場(chǎng)按要求進(jìn)行升溫恒溫的一項(xiàng)關(guān)鍵措施，各溫場(chǎng)的溫度控制與恒定只有在上位機(jī)統(tǒng)一指揮下才能確保各溫場(chǎng)進(jìn)入恒溫狀態(tài)次序和穩(wěn)定時(shí)間。智能溫控儀本身又解決沒(méi)有上位機(jī)指揮下的獨(dú)立控溫功能。這就使上位機(jī)可以分時(shí)對(duì)各溫場(chǎng)進(jìn)行控溫調(diào)整，軟硬件雙重控溫也進(jìn)一步提高了控溫系統(tǒng)的靈活性、可靠性和穩(wěn)定性，真正做到了無(wú)超調(diào)、無(wú)欠調(diào)的平穩(wěn)控溫效果。

　　高準(zhǔn)確度的電側(cè)儀表（6位半顯示或7位半顯示）和低寄生電勢(shì)的自動(dòng)掃描開(kāi)關(guān)是二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度計(jì)的檢定與工業(yè)用熱電偶的檢定合二為一的前提，再按各自檢定規(guī)程要求編制相應(yīng)軟件，整個(gè)系統(tǒng)除捆扎熱電偶和裝爐（槽）外，全部實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。操作員在檢定軟件的提示下完成參數(shù)設(shè)定，啟動(dòng)運(yùn)行后，整個(gè)檢定系統(tǒng)就處于*自動(dòng)工作狀態(tài)，各智能部件*置于PC機(jī)的控制下，按程序自動(dòng)完成回路自檢、啟動(dòng)控溫系統(tǒng)加熱恒溫，當(dāng)溫度穩(wěn)定達(dá)到規(guī)程要求時(shí)，就自動(dòng)完成數(shù)據(jù)測(cè)量和采集、數(shù)據(jù)處理和保存并自動(dòng)形成結(jié)果文件，直至打印證書(shū)等過(guò)程，操作員只須根據(jù)提示進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作。

　　以工作用熱電偶溫度計(jì)檢定為例，當(dāng)溫場(chǎng)進(jìn)入檢定點(diǎn)（靜偏差±5℃）且爐溫波動(dòng)進(jìn)0.2℃/min以?xún)?nèi)的穩(wěn)定溫場(chǎng)時(shí)，微計(jì)算機(jī)對(duì)熱電偶進(jìn)行測(cè)試，多路轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)依次接通：
 

每個(gè)溫度點(diǎn)對(duì)每支熱電偶必須有兩個(gè)以上循環(huán)的測(cè)試數(shù)據(jù)，若在測(cè)試過(guò)程中，爐溫波動(dòng)超出0.25℃時(shí)，則該測(cè)試結(jié)果無(wú)效（不存盤(pán)），待爐溫重新穩(wěn)定下來(lái)時(shí)再測(cè)。此時(shí)程序轉(zhuǎn)為對(duì)其它溫場(chǎng)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行掃描測(cè)試，以便對(duì)其它恒溫場(chǎng)送來(lái)的信號(hào)進(jìn)行測(cè)量。如有四個(gè)以上的溫場(chǎng)輸入信號(hào)這時(shí)測(cè)量回路幾乎始終處于測(cè)量工作狀態(tài)。當(dāng)檢定完一個(gè)設(shè)定點(diǎn)之后，自動(dòng)轉(zhuǎn)入下一個(gè)設(shè)定點(diǎn)升溫、恒溫，重復(fù)完成上述檢定過(guò)程，直至每個(gè)溫場(chǎng)zui后一個(gè)溫度點(diǎn)檢定完畢，自動(dòng)停止對(duì)該溫場(chǎng)檢定工作并自動(dòng)切斷加熱電源。

　　本裝置計(jì)量管理數(shù)據(jù)庫(kù)及管理軟件按管理內(nèi)容要求編制，類(lèi)似制訂全廠計(jì)量技術(shù)管理、計(jì)量行政管理制度、計(jì)劃及建立儀表臺(tái)帳，且具有實(shí)用、靈活、方便的查詢(xún)與輸出功能，可以按不同方式檢索全廠溫度儀表信息，如通過(guò)校準(zhǔn)日期、檢定人員等檢索，自動(dòng)提示輸出打印到期儀表，打印輸出檢定結(jié)果數(shù)據(jù)、證書(shū)等，還可統(tǒng)計(jì)出一周、一個(gè)月內(nèi)即將到期校驗(yàn)的儀表等，為實(shí)現(xiàn)*的“狀態(tài)檢修”提供依據(jù)，以及查詢(xún)所用現(xiàn)場(chǎng)溫度計(jì)使用情況等信息