高准确度钟罩式气体流量标准装置自动检定系统的研究与设计
| 致谢 | 第5-6页 |
| 摘要 | 第6-7页 |
| Abstract | 第7页 |
| 1 绪论 | 第12-17页 |
| 1.1 研究背景及意义 | 第12-13页 |
| 1.2 研究目标 | 第13页 |
| 1.3 研究现状 | 第13-16页 |
| 1.3.1 国外气体流量原级标准装置现状 | 第14-15页 |
| 1.3.2 国内气体流量原级标准装置现状 | 第15-16页 |
| 1.4 本文的主要内容和结构 | 第16-17页 |
| 2 钟罩式气体流量标准装置特性分析与改进 | 第17-27页 |
| 2.1 钟罩式气体流量标准装置结构 | 第17页 |
| 2.2 工作原理及数学模型 | 第17-20页 |
| 2.2.1 钟罩的标准体积 | 第18页 |
| 2.2.2 用钟罩检定流量计 | 第18-19页 |
| 2.2.3 用钟罩检定临界流文丘里喷嘴 | 第19-20页 |
| 2.3 钟罩计量准确性的影响因素分析 | 第20-22页 |
| 2.3.1 钟罩直径 | 第20-21页 |
| 2.3.2 压力影响 | 第21页 |
| 2.3.3 温度影响 | 第21-22页 |
| 2.3.4 位移测量 | 第22页 |
| 2.3.5 液膜影响 | 第22页 |
| 2.3.6 液位影响 | 第22页 |
| 2.4 钟罩标准器机械与电子采集设备的改进 | 第22-26页 |
| 2.4.1 几何尺寸控制 | 第23-24页 |
| 2.4.2 压力控制 | 第24-25页 |
| 2.4.3 温度控制 | 第25页 |
| 2.4.4 位移测量 | 第25页 |
| 2.4.5 液膜控制 | 第25-26页 |
| 2.4.6 液位补偿 | 第26页 |
| 2.5 本章小结 | 第26-27页 |
| 3 钟罩自动检定系统改造方案 | 第27-32页 |
| 3.1 国家站钟罩式气体流量标准装置现状 | 第27-28页 |
| 3.2 改造预期设计目标 | 第28页 |
| 3.3 自动检定系统改造方案 | 第28-30页 |
| 3.4 自动检定系统选型要求 | 第30-31页 |
| 3.5 本章小结 | 第31-32页 |
| 4 下位机硬件与软件系统设计 | 第32-46页 |
| 4.1 下位机硬件设计 | 第32-33页 |
| 4.2 自动检定系统硬件构成 | 第33-38页 |
| 4.2.1 西门子S7-200PLC与功能模块 | 第33-34页 |
| 4.2.2 光栅尺与光电编码器测量钟罩位移 | 第34-35页 |
| 4.2.3 光电接近开关限制钟罩高度 | 第35-36页 |
| 4.2.4 温度采集 | 第36页 |
| 4.2.5 压力采集 | 第36-37页 |
| 4.2.6 计时器 | 第37页 |
| 4.2.7 阀门控制流量 | 第37-38页 |
| 4.3 下位机软件设计 | 第38-41页 |
| 4.3.1 下位机软件开发环境简介 | 第38-39页 |
| 4.3.2 下位机程序设计框架 | 第39-41页 |
| 4.4 下位机程序保障性设计 | 第41-45页 |
| 4.4.1 钟罩位移精确测量的冗余设计 | 第42-43页 |
| 4.4.2 钟罩稳定的判断 | 第43页 |
| 4.4.3 钟罩是否漏气的算法 | 第43-44页 |
| 4.4.4 钟罩控制的联锁保护程序 | 第44-45页 |
| 4.5 本章小结 | 第45-46页 |
| 5 上位机软件设计 | 第46-56页 |
| 5.1 上位机软件开发环境简介 | 第46页 |
| 5.2 上位机程序功能框架 | 第46-47页 |
| 5.3 上位机数据库设计 | 第47-50页 |
| 5.4 上位机功能模块设计 | 第50-52页 |
| 5.4.1 控制系统主界面 | 第50-51页 |
| 5.4.2 检定设置界面 | 第51页 |
| 5.4.3 参数设定界面 | 第51-52页 |
| 5.4.4 报表界面 | 第52页 |
| 5.5 上位机软件保障性设计 | 第52-55页 |
| 5.5.1 流量快速调节记忆程序 | 第52-53页 |
| 5.5.2 用牛顿迭代法计算气体压缩系数 | 第53-54页 |
| 5.5.3 湿度及二氧化碳修正 | 第54-55页 |
| 5.6 本章小结 | 第55-56页 |
| 6 钟罩式标准装置自动检定系统改造后不确定度分析 | 第56-62页 |
| 6.1 测量的数学模型 | 第56页 |
| 6.2 标准装置测量不确定度的来源 | 第56-57页 |
| 6.3 钟罩容积的相对标准不确定度 | 第57-59页 |
| 6.4 温度测量T估计值的相对标准不确定度 | 第59页 |
| 6.5 压力测量P估计值的相对标准不确定度 | 第59-60页 |
| 6.6 钟罩下降高度L的相对标准不确定度 | 第60页 |
| 6.7 压缩系数Z的相对标准不确定度 | 第60-61页 |
| 6.8 标准装置的测量不确定度评定 | 第61页 |
| 6.9 本章小结 | 第61-62页 |
| 7 实验结果与数据分析 | 第62-67页 |
| 7.1 装置重复性实验 | 第62-63页 |
| 7.2 装置稳定性实验 | 第63-64页 |
| 7.3 实验室间比对实验 | 第64-66页 |
| 7.4 本章小结 | 第66-67页 |
| 8 总结与展望 | 第67-69页 |
| 8.1 工作总结 | 第67页 |
| 8.2 工作展望 | 第67-69页 |
| 参考文献 | 第69-72页 |
| 作者筒历 | 第72页 |
