热电阻检定工艺的自动化改进与软件设计_杜锦铭.pdf

Research&Discussion242023.1引言热电阻产品在出厂之前需依据JJG 229-2010工业铂、铜热电阻检定规程进行准确的检定；JJG 229-2010标准第7节计量器具控制给出了热电阻检定所需标准仪器及配套设备的技术要求，由于需计量检定的温度计量产品的技术参数、应用场合不尽相同，各温度仪表产品的生产企业所采用的检定设备并不完全一致；但基本应包括标准铂电阻温度计、0.005级及以上等级的用于测量热电阻和标准铂电阻阻值的电测仪器、接触电势1.0uV的转换开关及恒温装置等。实际操作时，质检人员先将转换开关15通道对应的元件放入冰水混合物中、通道610对应的元件放入100的恒温槽中，待控温时间达到数据读取要求后旋转开关面板上的旋钮对输出通道进行切换并读取、记录相应的测试值。操作完成后将冰水混合物与100恒温槽中的元件进行互换待控温时间再次达到后重复上述数据采集记录流程。最后将记录的数据录入到计算机中进行处理并生成检测报告。采用人工读取、手动录入的检定方式存在质检人员的工作量大且效率低的问题，已经不能满足日趋增长的工业生产需求。为此，本文提出一种热电阻元件检定操作的自动化改进方法，在确保测试准确度及测试结果可靠性的基础上，有效降低质检人员的工作强度。1 热电阻检定系统的自动化改进方案该技术改进方案采用支持远程控制模式的“ST4012A低热电势扫描开关”代替需手动完成通道切换的低热电势精密开关。该扫描开关采用特制的继电器阵列作为转换的核心器件，可以实现多路电势信号的切换，并通过面板上的LED同步显示通道状态，以便于操作人员实时监控设备的工作情况，寄生热电势0.2uV远低于国标中的技术要求，适用于热电阻元件的检定测量与转换。原检定系统中使用的“HY2030A型热电偶热电阻测试仪”自带通信协议接口故无需进行替换，改进后新系统的硬件组成如图热电阻检定工艺的自动化改进与软件设计Automatic Improvement and Software Design of Thermal Resistance Verification Process杜锦铭 王媛媛（上海自动化仪表有限公司，上海市 200072）Du Jinming Wang Yuanyuan(Shanghai Automation Instrument Co.,Ltd.,Shanghai 200072)【摘要】传统的热电阻元件检定工序主要由质检技术人员手动操作完成，在读取到检测数据后需要手动记录、计算检测结果并录入电脑中。质检人员劳动强度高、工作效率低且存在人为误差（如，误读、录入错误等）。本文提出一种基于计算机控制的热电阻检定工艺自动化改进方法，通过使用Visual Basic.Net编写的计算机操作界面有效降低了质检人员的工作强度。质检人员只需判断恒温槽温度及控温时间是否达到数据读取要求，数据读取和运算由计算机自动处理并生成Excel文档。实际使用情况表明，改进后的热电阻元件检定系统具有良好的应用价值。【关键词】热电阻检定Visual Basic.NetAbstract:The traditional thermal resistance element verification process is mainly completed by the quality inspection technicians manually.After reading the test data,the quality inspector needs to manually record and calculate the test results and input them into the computer.In that case,quality inspectors face high labor intensity,and low work efficiency,and are prone to human errors(such as misreading and input errors).The paper proposed an automatic improvement method of the thermal resistance verification process based on computer control,which can effectively reduce the work intensity of quality inspectors by using the computer operation interface written by Visual Basic.Net.In this method,the quality inspestors only needs to judge whether the temperature of the constant temperature tank and the temperature control time meet the data reading requirements,and the data reading and calculation are automatically processed by the computer to generate Excel documents.After being put into use,the actual situation confirmed that the improved thermal resistance element verification system has good application value.Key words:Thermal ResistanceVerificationVisual Basic.Net收稿日期：2022-8-26作者简介：杜锦铭（1990-），女，汉族，北京市人，本科，工程师，研究方向：自动化制造系统设计。探讨交流 Research&Discussion262023.1OPEN_EXISTING，iMode，0）使用同步I/O方式打开串行端口mhRS为通过CreateFile函数打开串行端口后的返回值（Handle值），在串口打开成功后，操作系统会自动为Handle值配置一个号码，也可以理解程序中使用该值来进行对串行通信端口的相关操作。（2）设置传输速度等参数。由于通信端口涉及的参数较多，故先使用以下语句取得通信端口的设置值。iRc=GetCommState（mhRS，uDcb）再对需要修改的参数进行赋值后写入即可。uDcb.BaudRate=miBaudRate 通信速度（bps）uDcb.ByteSize=miDataBit 数据位数uDcb.Parity=meParity 极性位uDcb.StopBits=meStopBit 停止位iRc=SetCommState（mhRS，uDcb）利用修改后的结构变量uDcd重新配置端口参数（3）使用ReadFile及WriteFile读写串口数据。程序执行时，扫描开关及电阻测试仪的远程控制命令均为字符串，必须使用System.Text的UTF8Encoding或UTF7Encoding类作为编码将其转换为字节数组才能调用WriteFile函数，具体代码如下。Dim oEncoder As New System.Text.UTF8Encoding 声明字节数据及编码类（UTF8）Dim aByte（）As Byte=oEncoder.GetBytes（Buffer）将字符串转换为字节数组iRc=WriteFile（mhRS，aByte，aByte.Length，iBytesWritten，Nothing）串口发送数据同理，使用ReadFile读取的数据也需要经过同样的处理，才能得到正确的返回值。iRc=ReadFile（mhRS，mabtRxBuf，cs.cbInQue，iReadChars，Nothing）InputString=oEncoder.GetString（mabtRxBuf）转换字节数组为字符串3 结论改进后的检定系统已用于上海自动化仪表三厂对薄膜热电阻元件的测试工序。实际使用情况表明，计算机操作界面设计符合质检人员的操作习惯，使用便捷，有效缩短了测试报告的出具时间，减少了人为误操作，提高了产品质检工作的效率，具有良好的实际应用价值。参考文献1 江红，余青松.VB.NET程序设计（第2版）m.北京：清华大学出版社，20202 范逸之，廖锦棋.Visual Basic.NET自动化系统监控RS-232串行通信m.北京：清华大学出版社，2006（上接第20页）图10 标准器2D扫描图（2）球棒、球板和球杆标准器更适合3D模式的校准。一是用球直径作为3D探测误差评价指标，用球心距作为3D长度测量误差评价指标，可以实现对工业CT硬件系统和软件系统综合误差更全面的检验和评价。二是球棒、球板采用红宝石球材料，球的硬度高，形状稳定可靠，而且对X射线吸收能力低，可以提高校准结果质量。陶瓷球杆测量范围大，可以实现大尺寸无损检测工业CT 3D长度测量误差的校准。4 结束语针对工业CT 2D和3D测量模式，提出了采用不同标准器进行探测误差和长度测量误差的校准方法，并通过校准试验进行验证，该方法克服了不同测量模式之间的差异，提高了检测效率和对仪器评价质量。由于试验场景有限，校准方法的科学性和实用性还有待通过不同厂家、不同型号和不同用途的工业CT设备试验进行进一步验证。参考文献1 GB/T 34874.3-2017 产品几何技术规范（GPS）X射线三维尺寸测量机 第3部分：验收检测和复检检测2 王义旭，施玉书，高思田等.工业CT探测尺寸误差的校准和误差分析J.计量学报，2014，（3）3 郭鑫.基于已校准球板标准器的工业CT长度测量不确定度分析J.计量与测试技术，2021，（48）4 朱洪光.关于工业CT长度测量误差校准分析J.科学技术创新，2019，（35）