全自动便携式压力校验仪的研究

论文摘要

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。压力仪表的检定分送检和现场校验两种,其中现场检验的需求非常大。传统的现场检定方法检定效率低、劳动强度大、且其检定精度易受人为因素影响。本文针对油田压力仪表现场校验的特殊需要,根据开发一种一体化、全自动压力校验仪的构想,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:(1)针对目前指针式和带电输出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。(2)对标准压力的产生及控制方法进行了研究,提出了定步长式压力控制方法,实现了标准压力的精确、快速、稳定无超调地产生及控制。(3)对标准压力传感器性能补偿进行了深入研究,采用分段线性补偿方法对标准传感器进行了温度及非线性补偿,从而提高标准压力传感器的指示精度。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 引言
• 1.1 课题研究的意义
• 1.2 国内外研究概况及发展趋势
• 1.3 本论文的主要工作
• 2 压力表自动判读系统研究
• 2.1 压力表自动判读系统的总体设计
• 2.1.1 带电信号输出压力表的自动判读过程
• 2.1.2 指针式压力表自动判读过程
• 2.2 指针式压力表示值判读的总思想
• 2.3 指针式压力表盘的预处理
• 2.3.1 数字图像处理的基本概念
• 2.3.2 数字图像处理的应用开发系统的选择
• 2.3.3 指针式压力表盘的二值化处理
• 2.3.4 指针式压力表盘的平滑处理
• 2.3.5 指针式压力表盘大刻度的提取
• 2.3.6 指针式压力表盘的膨胀处理
• 2.4 指针式压力表盘的圆心定位
• 2.4.1 指针式压力表盘的图像分割
• 2.4.2 指针式压力表盘的边缘检测
• 2.4.3 指针式压力表盘圆心坐标的精确定位
• 2.5 指针式压力表盘的指针识别
• 2.5.1 指针式压力表盘的指针提取
• 2.5.2 指针式压力表盘指针中线的提取
• 2.6 指针式压力表盘的初始刻度线和终止刻度线的识别
• 2.7 压力表指示值的判读
• 2.8 压力表指示值判读的误差分析
• 2.8.1 压力表指示值判读的误差来源
• 2.8.2 压力表指示值判读的误差计算
• 2.9 压力表指示值判读结果的验证
• 3 标准压力的自动发生及控制系统研究
• 3.1 标准压力发生装置的工作原理
• 3.2 传压介质的选择
• 3.3 电机的选择
• 3.4 标准压力控制方法的研究
• 3.4.1 PID控制方法
• 3.4.2 模糊控制方法
• 3.4.3 定步长式标准压力控制方法
• 4 标准压力传感器的温度及非线性补偿
• 4.1 补偿的必要性
• 4.2 标准压力指示系统
• 4.3 标准压力传感器补偿方法
• 4.4 标准压力传感器的性能测试及补偿
• 4.4.1 压力传感器的重复性及迟滞
• 4.4.2 压力传感器的分段线性补偿
• 4.4.3 压力传感器的正、反行程输出电压差值补偿
• 4.4.4 压力传感器的温度补偿
• 4.4.5 标准压力传感器的校正
• 5 结论
• 致谢
• 参考文献
• 附录A 区域生长源代码
• 附录B 中值滤波源代码
• 附录C 传感器1输出电压