内嵌压力源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。传统的手动检定方法检定效率低，劳动强度大，检定精度易受人为因素影响。本文系统的综述了国内外压力表检定的发展历史及现状，针对油田压力仪表现场校验的特殊需要，提出开发一种内嵌压力源、能全自动完成校验过程的一体化便携式压力校验仪的构想，并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，主要工作和成果体现在以下几个方面：首先，对标准压力自动发生装置及控制方法进行了研究，提出了定步长式压力控制方法，能够精确、快速、稳定无超调的产生压力校验所需的标准压力；其次针对目前指针式和带变送器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；三是对标准传感器的温度漂移特性进行了研究，采用二元线性插值法进行补偿，以提高标准传感器的测量精度。

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 标准压力的自动发生及控制系统的研究
• 2.1 压力自动发生装置的结构设计
• 2.1.1 压力校验仪的传压介质的选择
• 2.1.2 压力发生装置的结构设计
• 2.2 电机的选择及控制
• 2.2.1 伺服电机
• 2.2.2 步进电机
• 2.2.3 步进电机的控制
• 2.3 标准压力控制方法的研究
• 2.3.1 压力发生过程控制的特点
• 2.3.2 基于PID控制的标准压力控制方法
• 2.3.3 逐次逼近式的标准压力控制法
• 2.3.4 定步长式标准压力控制法
• 3 压力表的自动判读系统的研究
• 3.1 压力表自动判读系统的总体设计
• 3.1.1 带电信号输出的判读系统的总体设计
• 3.1.2 压力表自动判读的工作过程
• 3.1.3 扫描仪的总体设计
• 3.2 压力表盘图像的预处理
• 3.2.1 图像类型的转换
• 3.2.1.1 数字图像的概念
• 3.2.1.2 图像的转换
• 3.2.2 图像的分割
• 3.2.3 图像的腐蚀与膨胀
• 3.3 刻度线和指针的判读
• 3.3.1 Hough变换原理
• 3.3.2 指针的识别
• 3.3.3 压力表指示值的判读
• 4 标准压力传感器的温度补偿
• 4.1 传感器进行校正的必要性
• 4.2 压力传感器的基本特性
• 4.2.1 硅压阻式压力传感器的基本工作原理
• 4.2.2 压力传感器的特性
• 4.3 压力传感器的补偿方案设计
• 4.3.1 压力传感器补偿方法的选择
• 4.3.2 压力传感器的补偿方法设计
• 4.4 压力测量系统的总体设计
• 4.4.1 压力测量系统的硬件设计
• 4.4.2 压力测量系统的软件设计
• 5 总结
• 致谢
• 参考文献
• 附录 A
• 附录 B