胡 健 徐 标 梁显有 孙子骞 / 广东省计量科学研究院
药草香摘 要 分析人工读数对校准结果的波动性、均匀性影响。针对人工读数存在缺陷，提出适用于恒温槽校准自动采集软件方案，并对PDT-2A高精密数字温度计进行基于Visual Basic自动采集软件实现，对软件功能及准确性实验验证。 卡片式u盘
关键词 恒温槽；波动性；均匀性；自动采集；Visual Basic
0 引言
随着集成电路和仪器仪表的发展，高精密数字温度计使用相当广泛，逐渐代替标准水银温度计，对温度计量有着重大的影响。此类仪器能方便携带和读数，目前已经广泛应用于法定计量机构。然而仪器设计在某些方面仍不够人性化，如大部分不具备上位机采集和数据分析软件。 1 恒温槽校准过程中的问题
在大量校准恒温槽、干井炉过程中，不具备上位机采集和数据分析软件，依靠人工读数有以下问题。
1）根据恒温槽及干井炉校准方法要求在10 min 或者15 min内按规定时间间隔读取标准器和被检示值(一般是每10 s读取一次，读取60组数)，最后按公式±(t max-t min)/2计算。采用人工读数过程，检定员需不停记录仪器数值，较难按规定间隔读数，容易引入人为误差。而且每10 min（或者15 min）不间断观察仪器数值变化，尤其在高温时，槽内温度波动较大，仪器示值变化迅速，更易产生误读和记数混乱，校准的效率较低。
2）JJF 1030-2010规定待槽温稳定后才进行校准，如何判断槽温的稳定。由于目前控温大都使用PID算法，存在温度超调和振荡问题，判断其稳定情况需要记录大量数据，观察变化趋势，才能给出合理判断。而人工对槽温稳定性较难判断和估计，容易在槽温未充分稳定时进行校准，使实测波动大于设备实际波动。
3）进行均匀性项目校准时，根据规程要求，分别测试ABCDEFGH上下水平面相对固定位置的平均值差值。二等标准铂电阻响应速度存在差异，时间响应将影响恒温槽均匀性测试结果。需在波动小或者波峰及波谷时测量，才能有效降低均匀性测试造成的影响。
设计一款软件，能实时采集来自标准器中的数据，并以图形形式清晰直观显示槽温稳定性和温度变化趋势。本文以国产型号PDT-2A高精密数字温度计为例，采用Visual Basic设计了方便恒温槽等设备的采集程序。
2 采集软件功能及方案实现
PDT-2A型高精密数字温度计其技术指标为±（0.001％FS+0.001 5%读数），电阻： 0 ~ 300 Ω。可配标准铂电阻直接显示温度值；配备二等标准铂电阻后，能满足温度测量和某些量传工作；能满足校准恒温槽、干井炉、工业铂电阻电测设备技术要求。JJF 1030-2010规定以每分钟至少6次的均匀间隔读取示值，持续10 min或恒温槽使用说明书中规定时间；干井炉波动测试记录30 min内，每2 min测量一次。恒温槽、干井炉均匀性及工业铂电阻测试以均匀速度往返读取两通道示值，读取间隔应以5 s为宜。针对温度计量特点，应用软件具备以下功能：实时采集仪器温度或电阻数据、对数据进行分析并重构、计算及分析相关参数、以图形化显示温度或电阻变化趋势。
3 软件设计
首先将计算机串口与PDT-2A连接，使用串口
国内统一刊号CN31-1424／TB2014/2 总第240期
调试助手或超级终端等软件观察，可得以下数据：T01 29.0097 Ohm T02 34.852 C。因此在VB中调用MScomm串口控件，并设置MScomm控件相关属性，考虑实时性问题，设置接收中断MScomm.RThreshold = 1。当仪器发数据一个字节到计算机时，产生中断，并在中断服务程序中完成
基本处理并将数据保存于缓冲区。由于采集数据需要间隔读取，因而调用Timer控件产生定时中断，间隔时间依不同校准规范要求而定，并将主要数据处理放入定时服务程序中。
针对串口以上所接收数据的特点：数据为文本型、无严格通信协议。将“T”定义为数据开头，将“m”或“C”定义为数据结束，而“T”字符后第二字节为有效数据。并根据仪器一次发送一字节特点，需要筛选分离有效数据，最后使用CSng强制转换成单精度数字型，执行语句data1 = CSng(tmp_string)。以上为某一次数据，累次数据保存在数组，执行语句：temperature1(i_1) = data1。数据每次定时中断后更新以text控件显示，每个数据显示一行，并以vbCrLf 换行，执行词句为tmp_v1 = tmp_v1 & temperature1(tmp_m1 - tmp_x) & vbCrLf。
根据恒温槽均匀性、波动性测试要求，对有效数组求平均值、波动值，以控件Lable输出显示。测试恒温槽时，如前所述使用图形显示温度的波动趋势更直观有效。VB有较为丰富的图形控件如Mschart和line函数等。本文使用line函数在picturebox中绘制图形。Line函数有两个重要子函数：确定坐标轴picX.Scale及划线DrawRealLine。将数据最大、最小值定义为Y轴，使用picturebox. ScaleWidth定义为X轴。图形随数据变化而调整坐标轴，图形显示合理、观察方便。
4 实验验证及测试结果
软件按特定时间间隔准确读取仪器中的数据，如图1。以校准恒温槽为例，对同一设备进行人工读数
和软件自动读数测试波动性，结果如表1。
垂直均匀度测试结果如表2。
表
1 波动性测试
5 结语
兔子全自动设备
综合重复性和其他测量因素，测试结果基本一致，自动采集值优于人工读数，实现恒温槽校准所需要功能。此外，软件具有较好通用性，除能满足恒温槽校准，还能完成干井式温度校准器、工业铂热电阻自动采集；对软件修改数据接收和分析部分就可以适应不同的下位机仪表，满足其他场合的实用。
参考文献：
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带通滤波器版社，2010.
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版社，2010.
[3] 吴勤，李振杰. 恒温槽温度均匀性测量不确定度分析[J]. 计量与
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[4] 曹宇. 油恒温槽温度波动度测量结果的评定[J]. 企业标准化，
2006，4：53-54.
Analysis the problem of thermostatic bath
calibration and design acquisition software
Hu Jian, Xu Biao, Liang Xianyou, Chen Ziqian
（South China National Centre of Metrology）
Abstract: An introduction to the current application of thermostatic bath
calibration in measurement department is presented in the paper, and
the impact of artificial readings on the fluctuation and uniformity of the
correction result is analyzed. With a view of the inconvenience and defect
of artificial readings, An automatic acquisition software designed scenario
applicable to thermostatic bath calibration is put forward. An automatic
acquisition software realization based on Visual Basic is designed for
PDT-2A high precise digital thermometer, and its function and accuracy is
健康枕further experimented.
双面自粘防水卷材Key words: bath; stability; uniformity; automatic acquisition; Visual Basic 图1 软件实时采集效果图
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