引言

壓力表作為測量壓力大小較常用的工具之一，廣泛用于日常生產(chǎn)科研中。在壓力計(jì)量領(lǐng)域里，壓力表送檢量大，規(guī)格型號多，手動檢定和出具證書重復(fù)繁瑣，因此實(shí)現(xiàn)壓力表自動化檢定成為該領(lǐng)域熱點(diǎn)研究問題。目前，國內(nèi)在壓力自動化檢定上的研究主要關(guān)注于兩個方面，一個是檢定裝置的硬件設(shè)計(jì)［1，2］，另一個是檢定軟件實(shí)現(xiàn)［3，4］。在軟件實(shí)現(xiàn)上，一般需針對不同規(guī)格型號進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣使軟件的通用性降低。

 

本文在設(shè)計(jì)壓力表自動化檢定平臺的基礎(chǔ)上，提出了實(shí)現(xiàn)軟件通用性的一個解決思路，即通過動態(tài)生成數(shù)據(jù)庫，將壓力表檢定步驟總結(jié)為五個模塊，只需一次編程即可解決各類型號規(guī)格壓力表的軟件實(shí)現(xiàn) 問 題。該編程方法同時也可用于其他參數(shù)。

 

1 平臺整體介紹

壓力表自動檢定平臺由具有串口通訊功能的CONST811 智能壓力校驗(yàn)儀及一臺安裝有平臺檢定軟件的 PC 機(jī)組成，可檢定 0 ～ 600kPa 范圍內(nèi)的壓力表。平臺檢定軟件采用 LabVIEW8. 6 進(jìn)行開發(fā)，利用 Access 數(shù)據(jù)庫對檢定信息、檢定數(shù)據(jù)進(jìn)行維護(hù)，同時調(diào)用 Word 實(shí)現(xiàn)檢定證書及原始記錄的自動生成和保存。用戶只需將被檢壓力表安裝在智能校驗(yàn)儀的壓力接口上，根據(jù)軟件引導(dǎo)即可完成相應(yīng)檢定工作。

 

平臺檢定軟件分為用戶登錄界面、主界面、檢定信息設(shè)置及管理界面和檢定過程界面四個層次，采用選項(xiàng)卡加子面板的向?qū)皆O(shè)計(jì)風(fēng)格，具有以下特點(diǎn):

1) 異常情況的處理( 如異常提示、程序異常退出時的現(xiàn)場保存與恢復(fù)) ;

2) 細(xì)致、友好的操作提示以及對不合理操作和輸入的及時警示( 如輸入類型錯誤) ;

3) 具有權(quán)限級別清晰的身份驗(yàn)證系統(tǒng)并可對登陸信息進(jìn)行管理( 如管理員權(quán)限和檢定員權(quán)限的區(qū)分，登陸信息的保存與查詢) ，及時判斷數(shù)據(jù)是否超差并記錄更新界面和數(shù)據(jù)庫中對應(yīng)的內(nèi)容。

 

軟件的整個工作流程如圖 1 所示。

 軟件各界面及關(guān)鍵技術(shù)介紹

2. 1 用戶登錄界面

壓力表檢定平臺軟件設(shè)計(jì)有操作授權(quán)的功能模塊，啟動軟件時將首先進(jìn)行身份驗(yàn)證，包括一般用戶和管理員兩種身份。用戶輸入名稱和密碼后，系統(tǒng)將自動給出該用戶所屬專業(yè)及授權(quán)等級，以此決定用戶進(jìn)入后續(xù)界面時可使用的軟件功能。對于一般權(quán)限新用戶，可點(diǎn)擊注冊按鈕進(jìn)行注冊，在設(shè)定自己的用戶名和新密碼后，還需要管理員錄入密碼，方可注冊成功。所有的用戶信息均由加密后的 數(shù) 據(jù) 庫 進(jìn) 行 維 護(hù)，僅管理員可進(jìn)行修改操作。

 

2. 2 主界面

在身份驗(yàn)證通過后，軟件將顯示主界面。檢定是本系統(tǒng)軟件的主要功能，因此軟件會根據(jù)用戶專業(yè)在主界面的顯著區(qū)域內(nèi)以圖標(biāo)形式給出，方便用戶進(jìn)行選擇操作。其他非檢定功能則統(tǒng)一包含在主界面的菜單欄，通過下拉方式進(jìn)行選擇，包括文件處理、信息設(shè)置、系統(tǒng)管理、結(jié)果處理以及幫助等功能。另外，作為計(jì)量軟件，計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)的溯源情況是保證軟件準(zhǔn)確的必要條件，其信息保存在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中，標(biāo)準(zhǔn)溯源日期將顯示在主界面的底部，和當(dāng)前日期一起采用狀態(tài)欄分割的形式進(jìn)行區(qū)別顯示。若當(dāng)前時間距溯源時間不足 30 天，則軟件將彈出提示告知用戶及時送檢; 若溯源時間超期，則彈出提示禁止一般用戶進(jìn)行檢定操作，此時需由管理員登陸后在檢定信息設(shè)置及管理界面中進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)溯源更新情況修改后方可使用。

 

2. 3 檢定信息設(shè)置及管理界面

該界面由選項(xiàng)卡控件將其劃分為計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)選擇和檢定信息設(shè)置兩個部分。

 

在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)選擇選項(xiàng)卡中，包括當(dāng)前所用標(biāo)準(zhǔn)信息欄和修改標(biāo)準(zhǔn)溯源信息欄。用戶在檢定前必須選擇所用標(biāo)準(zhǔn)及其通訊地址方可進(jìn)行后續(xù)檢定;修改標(biāo)準(zhǔn)信息欄可選擇相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行證書編號和溯源日期的修改，點(diǎn)擊修改按鈕新信息將在計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行相應(yīng)的更新，此操作僅以管理員身份登錄時可用，一般用戶將彈出訪問禁止提示，如圖 2 所示。

該選項(xiàng)卡由四部分組成。選項(xiàng)卡右側(cè)為新增物品信息填寫部分，所有信息均以具有記憶功能的下拉列表方式供用戶選擇，任何信息只要錄入一次便可被記住供下次選擇，同時用戶還可隨時刪除不再需要的條目。當(dāng)大批量壓力表檢定任務(wù)來臨時，用戶只需錄入或選擇檢定信息，選擇接收日期，點(diǎn)擊寫入數(shù)據(jù)庫即可將任務(wù)存儲在被檢設(shè)備數(shù)據(jù)庫中，并且檢定狀態(tài)將被自動標(biāo)記為“未檢定”，供后續(xù)檢定時選取。同時，對每一條錄入被檢設(shè)備數(shù)據(jù)庫中的壓力表信息，程序還將同數(shù)據(jù)庫中已有的被檢壓力表信息進(jìn)行比對，防止用戶重復(fù)錄入。

 

選項(xiàng)卡左側(cè)采用表格控件顯示被檢設(shè)備數(shù)據(jù)庫中存儲的全部壓力表信息，當(dāng)用戶點(diǎn)擊任一行時，該行底色變黃被選中，同時下方選中設(shè)備信息欄里將顯示選中壓力表的關(guān)鍵信息，從中可以明確知道該壓力表的檢定狀態(tài)是“未檢定”還是“已檢定”，防止壓力表數(shù)量過多時用戶無法知道每塊壓力表檢定狀態(tài)而進(jìn)行重復(fù)檢定。

 

當(dāng)用戶選擇表格中的被檢壓力表，在界面右下角填寫檢定時的環(huán)境條件后，點(diǎn)擊開始檢定按鈕，程序?qū)旬?dāng)前日期作為檢定日期，連同之前選擇的標(biāo)準(zhǔn)型號一同更新到被檢設(shè)備數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的位置上，并在表格控件中顯示，同時程序進(jìn)入到檢定過程界面。

 

2. 4 檢定過程界面

2. 4. 1 通用性解決思路

        檢定過程界面由子界面動態(tài)調(diào)用各步驟子 VI和 Access 數(shù)據(jù)庫，按照檢定程序采用上一步和下一步向?qū)骄幊虒?shí)現(xiàn)，每一步數(shù)據(jù)都會保存在數(shù)據(jù)庫對應(yīng)的表中，同時進(jìn)行超差判斷。雖然壓力表型號各異，種類繁多，但依據(jù) JJG52—2013《彈性元件式一般壓力表、壓力真空表和真空表》檢定規(guī)程可以得知壓力表的規(guī)格只有五個大類，每一類規(guī)格不同型號間，除了單位和分度值不同外，檢定點(diǎn)的個數(shù)以及檢定的步驟是一致的;另外對檢定步驟進(jìn)行分析后我們得知，壓力表的檢定步驟實(shí)際上可分解為檢定開始前的各項(xiàng)檢查、各點(diǎn)上升過程中檢定、上限點(diǎn)耐壓檢定、各點(diǎn)下降過程中檢定和檢定結(jié)束后的各項(xiàng)檢查五個部分。其中各點(diǎn)上升過程中檢定和下降過程中檢定僅是檢定點(diǎn)不同，程序架構(gòu)和流程完全一樣。因此，只需設(shè)計(jì)五個子 VI 模板，具體檢定點(diǎn)和誤差限值則在程序運(yùn)行時通過調(diào)用 Access 數(shù)據(jù)庫實(shí)現(xiàn)。

 

由于壓力表型號種類的不確定性，不能事先將檢定時所用的檢定點(diǎn)和誤差限值等內(nèi)容固定寫好在 Access 數(shù)據(jù)庫中，因此專門設(shè)計(jì)了“檢定前信息確認(rèn)”子 VI。該 VI 將根據(jù)用戶選擇的壓力表規(guī)格自動計(jì)算出檢定點(diǎn)，當(dāng)用戶填寫分度值和準(zhǔn)確度等級并確認(rèn)后，在 Access 數(shù)據(jù)庫中動態(tài)生成兩個表格: 一個為 WriterPostion 表格，該表格根據(jù)壓力表規(guī)格生成每一個檢定步驟子 VI 的名稱、包含檢定點(diǎn)、控件的索引值及誤差限; 另一個則為存儲當(dāng)前壓力表檢定數(shù)據(jù)的表格。檢定時，子 VI 模板每次讀取WriterPostion 表格中的對應(yīng)當(dāng)前步驟檢定點(diǎn)和誤差限進(jìn)行檢定，每一步檢定數(shù)據(jù)則保存在當(dāng)前壓力表檢定表格中，并賦予一個包含型號日期的較好的性標(biāo)識。這樣，該壓力表此次的檢定數(shù)據(jù)可根據(jù)這個較好的性標(biāo)識獲取。

 

2. 4. 2 容錯設(shè)計(jì)

        在檢定過程中，標(biāo)準(zhǔn)的通訊狀態(tài)及需要用戶輸入時的操作提示都會實(shí)時顯示在下方狀態(tài)欄中。對需要用戶手動輸入的地方進(jìn)行了輸入限制和錯誤提示，在用戶未完成當(dāng)前檢定步驟的情況下禁止用戶點(diǎn)擊下一步按鈕進(jìn)行后續(xù)檢定，但用戶可以隨時按下取消按鈕結(jié)束本次檢定，保證了數(shù)據(jù)的真實(shí)性。當(dāng)遇到超差情況時，程序會彈出提示，詢問用戶是否需要重新測量，實(shí)現(xiàn)超差復(fù)測功能。

 

2. 5 原始記錄和證書的自動生成

        在圖 3 中檢定信息設(shè)置選項(xiàng)卡的表格控件中選擇某一行壓力表信息，若該壓力表的檢定狀態(tài)顯示為“已檢定”，則選項(xiàng)卡較下方的“出具證書”和“出具原始記錄”兩按鈕將可使用。點(diǎn)擊這兩個按鈕后，程序利用文本域、書簽和表格插入的方式，根據(jù)所選壓力表型號和檢定結(jié)論自動選擇模板，出具相應(yīng)的原始記錄和檢定證書/檢定結(jié)果通知書( Word版本) 。

 

3 結(jié)論

        以智能壓力校驗(yàn)儀為標(biāo)準(zhǔn)器和 LabVIEW 軟件開發(fā)的壓力表自動化檢定平臺，實(shí)現(xiàn)了 0 ～ 600kPa內(nèi)各類規(guī)格壓力儀表批量快速檢定、報表自動生成和檢定數(shù)據(jù)管理。該平臺試運(yùn)行后，檢定一塊壓力表連帶出具原始記錄和證書從原先的 20min 左右減少到 10min 左右，保證準(zhǔn)確度的同時提高了檢定效率。該平臺的實(shí)現(xiàn)方式也可應(yīng)用在其余參數(shù)上，實(shí)現(xiàn)整個單位提質(zhì)增效的目標(biāo)。

 

相關(guān)產(chǎn)品推薦：不銹鋼壓力表