LabVIEW平臺下工業(yè)熱電偶自動檢定系統(tǒng)的研究.pdf

1、在工業(yè)現(xiàn)場，熱電偶是一種常用的溫度傳感器。在使用過程中由于受到測量環(huán)境、介質(zhì)氣氛、使用溫度以及絕緣材料和保護(hù)管材料的玷污等影響，使用一段時間后，其熱電特性會發(fā)生變化，尤其是在高溫、腐蝕性氣氛以及特殊工況下，這種影響就更為嚴(yán)重。當(dāng)熱電偶的熱電特性變化超過規(guī)定的范圍時，熱電偶指示的溫度便會失真，測溫誤差越來越大。因此，為保證對國際溫標(biāo)ITS90的溯源性，熱電偶作為溫度計(jì)量器件，必須按照國家檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范要求進(jìn)行定期檢定。 早期的

2、工業(yè)熱電偶檢定由人工操作完成，這種方式是憑借操作人員的經(jīng)驗(yàn)將溫度逐個控制到每一個溫度檢定點(diǎn)，然后盡量將其穩(wěn)定下來，加以檢定。在檢定過程中，操作員一方面要記錄每一熱電偶的數(shù)據(jù)，另一方面還要進(jìn)行熱電偶的切換。這種方法難以保證穩(wěn)定時的精度，另外手工操作時間較長，存在著較大的延時誤差，同時人為因素太大，因此，難以保證熱電偶檢定中嚴(yán)格的技術(shù)要求。 隨著計(jì)算機(jī)應(yīng)用的普及和數(shù)字式儀表的發(fā)展，近十幾年來，國內(nèi)外在實(shí)現(xiàn)熱電偶分度、檢定自動化方面作

3、了不少研究，有了很大發(fā)展，并且已經(jīng)研制出了工業(yè)熱電偶自動檢定系統(tǒng)，解決了現(xiàn)場儀表的自動校準(zhǔn)工作。但這些系統(tǒng)在程序的編制上，采用了傳統(tǒng)的編程語言，編程耗費(fèi)的時間比較長，依賴于專業(yè)程序員和特定的編程語言。另外，系統(tǒng)一經(jīng)形成，無法隨意更改其相應(yīng)參數(shù)，不能使溫度計(jì)量工程師對該系統(tǒng)進(jìn)行修改和更新。希望的情況是：可以讓溫度計(jì)量工程師在原有硬件設(shè)備的基礎(chǔ)上，自由構(gòu)建工業(yè)熱電偶自動檢定系統(tǒng)，讓溫度計(jì)量工程師可以成為自動校準(zhǔn)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)者、使用者、維護(hù)者和

4、更新者。 由于LabVIEW的開放性和圖形化編程方式，溫度計(jì)量工程師只需懂得一些基本編程知識，便可以對計(jì)算機(jī)測控系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)。因此，本文從溫度自動檢定系統(tǒng)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀出發(fā)，提出了基于LabVIEW平臺的工業(yè)熱電偶自動檢定系統(tǒng)。具體的研究內(nèi)容主要涉及到以下幾個方面： 1、分析了熱電偶的工作原理、熱電偶的檢定與分度及檢定過程中需要進(jìn)行的數(shù)據(jù)處理，為下文的熱電偶自動檢定提出理論依據(jù)。 2、通過對國內(nèi)工業(yè)熱電偶自動檢

5、定系統(tǒng)的生產(chǎn)開發(fā)廠家的大量調(diào)研，總結(jié)出市場上常用的幾種電測儀表，在LabVIEW平臺下對這些儀表編制相應(yīng)的驅(qū)動程序，以便使用者可以根據(jù)自己的情況選擇相應(yīng)的電測儀表。 3、根據(jù)檢定規(guī)程的相關(guān)要求，進(jìn)行工業(yè)熱電偶自動檢定系統(tǒng)的軟件設(shè)計(jì)，包括數(shù)據(jù)采集、溫度控制、數(shù)據(jù)處理以及檢定結(jié)果的保存、打印等功能。 4、在檢定爐溫度控制方面，運(yùn)用了傳統(tǒng)的PID控制方案以及模糊控制和單神經(jīng)元自適應(yīng)PID復(fù)合控制方案。文章中詳細(xì)闡述了這兩種控制