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流量标准装置作为流量单位量值统一与传递的标准,同时也是被广泛用于流量计检定的实验装置,它的研究和应用是流量计量和测试技术发展的重要环节。
本文首先论述了质量法和标准表法流量标准装置的优缺点,从而提出了一种组合式的水流量标准装置,它可以充分发挥出两种标准装置的优点;然后论述了本设计计量系统的组成,特别是对数据采集部分的软件、硬件设计做了详细的介绍;最后论述了装置的不确定度的测量原理并给出实际测量数据。
通过对标准装置的系统原理及影响装置不确定度的各个因素的分析,得出通过调节换向器的进气管和排气管路的有效面积就可以精密的提高换向器的对称度,从而使整个装置的精度得到提高。本文主要做了以下工作:
(1)本文深入理解水流量标准装置的系统原理和方案设计,比较了质量法及标准表法标准装置的优点和缺点,然后论述了组合式水流量标准装置的优点。
(2)本文详尽的叙述了计量系统中数据采集的原理,设计了基于AT89C52和CPLD的流量同步计量装置,实现同时测量8块检验表,提高了标定装置的效率。计量装置通过RS485通讯与上位机实现人机界面。
(3)开发了数据采集系统的软件,包括C语言编写的单片机程序,Verilog HDL编写的CPLD软件,VC++编写的上位机软件。
(4)建立了换向器系统工作的数学模型,得出调节换向器进排气口的截面积就可以改善换向器的对称性,提高标准装置的精度。
(5)本文论述了水流量标准装置的检定过程,对计时器精度、换向器的对称性、电子称的精度等进行评估,最后整合出整个标准装置的不确定度。
现在该装置已投入运行,通过实际的使用,该装置具有良好的稳定度,达到了预期的设计要求,且该装置具有容易操作,效率高等优点,对今后的水流量标准装置的设计与开发具有一定的参考价值。