内嵌压力源全自动便携式压力校验仪的研究
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摘要
压力测量仪表是工业生产过程中不可缺少的测量设备，大量应用于各种生产中。为了保证压力测量仪表的准确、可靠，必须对压力测量仪表进行定期检定。传统的手动检定方法检定效率低，劳动强度大，检定精度易受人为因素影响。本文系统的综述了国内外压力表检定的发展历史及现状，针对油田压力仪表现场校验的特殊需要，提出开发一种内嵌压力源、能全自动完成校验过程的一体化便携式压力校验仪的构想，并对该压力校验仪需要解决的几个主要技术关键问题进行了研究，主要工作和成果体现在以下几个方面：
首先，对标准压力自动发生装置及控制方法进行了研究，提出了定步长式压力控制方法，能够精确、快速、稳定无超调的产生压力校验所需的标准压力；其次针对目前指针式和带变送器的压力仪表都有大量应用的现状，研究了压力仪表示值的自动判读系统。采用图象处理的方法实现了对指针式压力仪表示值的自动判读；三是对标准传感器的温度漂移特性进行了研究，采用二元线性插值法进行补偿，以提高标准传感器的测量精度。
The pressure of metrical gauge is the metrical equipments of the indispensability in the industrial production line, in great quantities applied in various productions. For the sake of the accuracy and reliability of the pressure calibration, the pressure gauge must be checked periodically. The traditional manual pressure calibration methods are subjected to low efficiency, high labor intensity and low calibration accuracy due to human factors. The development history and present conditions of the pressure calibration are summarized in this dissertation, aim at the special demand of the oil-field pressure gauge field calibration, put forward an idea of developing portable pressure calibration instrument which can check the pressure full-automatic and with the pressure source inside, and do the research on a few main technique key problems of pressure calibration instrument which would be resolved. Main work and the result are described as follows.
The first, do the research on pressure automatically generating device and control method, put forward a kind of standard pressure method of certain steps, and could occurrence pressure accurate, fast, stabilize and have no super adjust of creation which is pressure calibration instrument need; The second, aim at present conditions that a great deal of transducer and pointer gauges are all of applied, the automatically read system is researched, the automatical read system of pointer gauge become true by the method of image processing; The third, do the research on the temperature drift of standard pressure sensor, and carrying on the temperature compensation by linear of vicariate interpolation for improving measure accuracy.
首先，对标准压力自动发生装置及控制方法进行了研究，提出了定步长式压力控制方法，能够精确、快速、稳定无超调的产生压力校验所需的标准压力；其次针对目前指针式和带变送器的压力仪表都有大量应用的现状，研究了压力仪表示值的自动判读系统。采用图象处理的方法实现了对指针式压力仪表示值的自动判读；三是对标准传感器的温度漂移特性进行了研究，采用二元线性插值法进行补偿，以提高标准传感器的测量精度。
The pressure of metrical gauge is the metrical equipments of the indispensability in the industrial production line, in great quantities applied in various productions. For the sake of the accuracy and reliability of the pressure calibration, the pressure gauge must be checked periodically. The traditional manual pressure calibration methods are subjected to low efficiency, high labor intensity and low calibration accuracy due to human factors. The development history and present conditions of the pressure calibration are summarized in this dissertation, aim at the special demand of the oil-field pressure gauge field calibration, put forward an idea of developing portable pressure calibration instrument which can check the pressure full-automatic and with the pressure source inside, and do the research on a few main technique key problems of pressure calibration instrument which would be resolved. Main work and the result are described as follows.
The first, do the research on pressure automatically generating device and control method, put forward a kind of standard pressure method of certain steps, and could occurrence pressure accurate, fast, stabilize and have no super adjust of creation which is pressure calibration instrument need; The second, aim at present conditions that a great deal of transducer and pointer gauges are all of applied, the automatically read system is researched, the automatical read system of pointer gauge become true by the method of image processing; The third, do the research on the temperature drift of standard pressure sensor, and carrying on the temperature compensation by linear of vicariate interpolation for improving measure accuracy.
引文
[1] 武东胜．ZH2518便携式压力校验仪智能化的研究．北京航空航天大学硕士学位论文．1999
[2] 张虹．压力表智能化全自动检定方法的研究．哈尔滨工业大学博士学位论文．1998
[3] 高殿荣，吴晓明．工程流体力学．北京：机械工业出版社．1999
[4] 张兆顺，崔桂香．流体力学．北京：清华大学出版社．1998
[5] 王裕清，韩成石．液压传动与控制技术．北京：煤炭工业出版社．1997
[6] 许福玲．液压与气压传动．武汉：华中科技大学出版社．2001
[7] 梁磊，张晓立．活塞式压力计的正确使用．锅炉制造．2005(3)：74-75
[8] 顾绳谷．电机及拖动基础．北京：机械工业出版社．第2版．2003
[9] 李诚人．现代机电控制系统．西安：西北工业大学出版社．1999
[10] 杨公源．机电控制技术及应用．北京：电子工业出版社．2005
[11] 晁勤，傅成华，王军．自动制原理．重庆：重庆大学出版社．2001
[12] 袁琳，李晓洁．指针式压力表全自动检定系统的设计与实现．西北电力技术．2004(4)：23-25
[13] 徐飞，施晓红．MATLAB应用图像处理．西安：西安电子科技大学出版社．第1版．2002
[14] (美)冈萨雷斯(Rafael C．Gonzalea)，Richard E．Woods．数字图像处理(MATLAB版)．北京：电子工业出版社．2003
[15] 张兆礼，赵春晖，梅晓丹．现代图像处理技术及Matlab实现．北京：人民邮电出版社 2001
[16] 何斌，马天予，王运坚，朱红连．Visual C++数字图像处理．北京：人民邮电出版社．2001
[17] 陈世伟，李世平，管京周．指针式电压表精度自动化检定系统的设计与实现．计算机测量与控制．2005(11)：192-194
[18] 夏勇．压阻式压力传感器温度补偿的研究与实现．西北工业大学硕士学位文．2006
[19] 郁翔．高精度数字化压力传感器的研制．哈尔滨工业大学硕士学位论文．2004
[20] 张文．压阻式压力传感器的温度误差补偿技术及虚拟仪器的组建．合肥工业大学硕士学位论文．2004
[21] 张志涌，杨祖樱．MATLAB教程．北京：北京航空航天大学出版社．2006
[22] 苏金明，阮沈勇．MATLAB实用教程．北京：电子工业出版社．2005
[23] 尹泽明，丁春利．精通MATLAB 6．北京：清华大学出版社．2002
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[32] 谭浩强．C语言程序设计．北京：清华大学出版社．2000
[33] 林小茶，陈维兴．C++面向对象程序设计教程．北京：清华大学出版社．2000
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