一、 概述
隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)的飛速發(fā)展，儀器儀表及其測試技術(shù)跟著發(fā)生根本變化，傳統(tǒng)的測量理論、測量技術(shù)和方法已不能適應(yīng)發(fā)展的需要，新的測試系統(tǒng)正沿著計(jì)算機(jī)化、標(biāo)準(zhǔn)化和網(wǎng)絡(luò)化方向發(fā)展。
新一代溫度計(jì)檢定裝置在北京中航機(jī)電研究所研制成功。它與目前市場流行的熱電偶熱電阻自動檢定裝置不同，在嚴(yán)格執(zhí)行ITS-90溫標(biāo)和國家檢定規(guī)程的前提下，它做到了實(shí)實(shí)在在的一機(jī)多用，同時(shí)還能完成智能化計(jì)量管理任務(wù)。它是集現(xiàn)代測量技術(shù)、計(jì)算機(jī)測控技術(shù)和信息管理技術(shù)于一體的新一代溫度儀表檢定裝置，是全新概念的溫度計(jì)量管理系統(tǒng)。
二、系統(tǒng)組成、性能和原理
（一）基本組成
本裝置的基本組成包括核心部件多功能高精度數(shù)字電測儀表；關(guān)鍵部件多路自動掃描開關(guān)；主要部件溫度控制系統(tǒng)以及計(jì)算機(jī)打印機(jī)及其功能強(qiáng)大系統(tǒng)配套軟件。通過控制電路和多路接口，將各智能化功能部件連成系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)。
（二）主要性能指標(biāo)
1. 基本功能
① 用一等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10―鉑熱電偶溫度計(jì)檢定二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10―鉑熱電偶溫度計(jì)；
② 用一等或二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度計(jì)檢定工業(yè)用各型熱電偶（S、R、B、K、N、E、J、T）溫度計(jì)；
③ 用二等標(biāo)準(zhǔn)熱電阻溫度計(jì)檢定工作用熱電阻（Pt100、Pt10、Cu100、Cu50）溫度計(jì)；
④ 對多路溫場信號輸入進(jìn)行分時(shí)檢定；
⑤ 對工業(yè)熱處理爐進(jìn)行溫場測試。
2. 主要指標(biāo)
① 數(shù)字電壓表準(zhǔn)確度為0.003%，分辨率為0.01μV。
② 掃描開關(guān)寄生電勢≤0.4μV。
③ 控溫準(zhǔn)確度為0.1%FS。穩(wěn)定性：對高溫爐≤0.1℃/min；對油（水）槽≤0.04℃/10min。
④ 對工業(yè)用熱電偶熱電阻溫度計(jì)一次可檢定1~7支。
⑤檢定溫度范圍：熱電偶溫度計(jì)為300℃~1600℃；熱電阻溫度計(jì)為0~300℃（還能對Pt100在-100℃~0℃之間檢定）；液體溫度計(jì)為-30℃～150℃；
⑥ 對熱處理爐的溫場測試范圍為50℃~1000℃。
⑦ 總不確定度：二等標(biāo)準(zhǔn)檢定為0.5℃
工業(yè)用熱電偶檢定為0.7℃
工作用熱電阻檢定為50mK
熱處理爐溫場測試為1℃
⑧ 軟件：功能強(qiáng)大，集測量控制和管理于一體，為檢定裝置建標(biāo)提供整套測試軟件。
（三）工作原理
本裝置分別由多個(gè)控溫回路和一個(gè)檢測回路組成測控系統(tǒng)。控溫回路通過智能溫度控制儀表和上位機(jī)指令實(shí)現(xiàn)對高溫爐和油、水槽多個(gè)溫場的升溫、恒溫的軟硬件雙重控溫，控溫回路組成還包括溫度傳感器及其功控系統(tǒng)。檢測回路通過多路自動掃描開關(guān)將各溫場輸送的信號逐個(gè)傳遞到高精度智能電測儀表進(jìn)行測量并通過計(jì)算機(jī)采集數(shù)據(jù)。
三、檢定裝置特點(diǎn)及其關(guān)鍵技術(shù)
處處為用戶著想的指導(dǎo)思想體現(xiàn)在檢定裝置的總體設(shè)計(jì)中，實(shí)實(shí)在在地做到了一機(jī)多用。二等標(biāo)準(zhǔn)鉑銠10―鉑熱電偶溫度計(jì)和工業(yè)用溫度計(jì)的檢定合二為一；一套測量系統(tǒng)可面對多個(gè)恒溫場輸送過來的信號，zui大限度地提高裝置的使用效率；這是特點(diǎn)之一。充分利用當(dāng)代*的計(jì)算機(jī)及其軟件技術(shù)，使用可靠性高的通用智能控溫儀表，實(shí)現(xiàn)軟硬件雙重控溫，提高了裝置的可靠性和靈活性，是多個(gè)溫場提供的信號能利用一個(gè)測量回路的基礎(chǔ)；這是特點(diǎn)之二。第三個(gè)特點(diǎn)是采用高精度智能多功能電測儀表和低寄生電勢的智能多路掃描開關(guān)，為一機(jī)多用提供硬件支持。本裝置還可*脫離PC機(jī)控制，通過手動操作各智能部件（面板操作鍵），實(shí)現(xiàn)半自動工作，保證了沒有上位機(jī)控制的情況下仍能繼續(xù)開展檢定工作。
實(shí)現(xiàn)上述特點(diǎn)是依賴于軟硬件技術(shù)的緊密配合的結(jié)果。軟件中的交互檢定是實(shí)現(xiàn)一套測量系統(tǒng)可面對多個(gè)恒溫場輸送來的信號的關(guān)鍵。通過對送來的信號進(jìn)行穩(wěn)定狀態(tài)識別，然后排出時(shí)序，進(jìn)行分時(shí)測量，由于每測量一個(gè)溫場送來的信號只需幾分鐘就可完成按規(guī)程要求的幾個(gè)循環(huán)的數(shù)據(jù)采集任務(wù)，然后就可以進(jìn)行另一恒溫場送來的信號的測量，在硬件上作出相應(yīng)的支持下，就可實(shí)現(xiàn)對多個(gè)溫場輸送的信號的檢定。采用軟硬件雙重控溫是使各溫場按要求進(jìn)行升溫恒溫的一項(xiàng)關(guān)鍵措施，各溫場的溫度控制與恒定只有在上位機(jī)統(tǒng)一指揮下才能確保各溫場進(jìn)入恒溫狀態(tài)次序和穩(wěn)定時(shí)間。智能溫控儀本身又解決沒有上位機(jī)指揮下的獨(dú)立控溫功能。這就使上位機(jī)可以分時(shí)對各溫場進(jìn)行控溫調(diào)整，軟硬件雙重控溫也進(jìn)一步提高了控溫系統(tǒng)的靈活性、可靠性和穩(wěn)定性，真正做到了無超調(diào)、無欠調(diào)的平穩(wěn)控溫效果。
高準(zhǔn)確度的電測儀表（6位半顯示或7位半顯示）和低寄生電勢的自動掃描開關(guān)是二等標(biāo)準(zhǔn)熱電偶溫度計(jì)的檢定與工業(yè)用熱電偶的檢定合二為一的前提，再按各自檢定規(guī)程要求編制相應(yīng)軟件，整個(gè)系統(tǒng)除捆扎熱電偶和裝爐（槽）外，全部實(shí)現(xiàn)自動化。操作員在檢定軟件的提示下完成參數(shù)設(shè)定，啟動運(yùn)行后，整個(gè)檢定系統(tǒng)就處于*自動工作狀態(tài)，各智能部件*置于PC機(jī)的控制下，按程序自動完成回路自檢、啟動控溫系統(tǒng)加熱恒溫，當(dāng)溫度穩(wěn)定達(dá)到規(guī)程要求時(shí)，就自動完成數(shù)據(jù)測量和采集、數(shù)據(jù)處理和保存并自動形成結(jié)果文件，直至打印證書等過程，操作員只須根據(jù)提示進(jìn)行鼠標(biāo)點(diǎn)擊操作。
以工作用熱電偶溫度計(jì)檢定為例，當(dāng)溫場進(jìn)入檢定點(diǎn)（靜偏差±5℃）且爐溫波動進(jìn)0.2℃/min以內(nèi)的穩(wěn)定溫場時(shí)，微計(jì)算機(jī)對熱電偶進(jìn)行測試，多路轉(zhuǎn)換開關(guān)依次接通：
每個(gè)溫度點(diǎn)對每支熱電偶必須有兩個(gè)以上循環(huán)的測試數(shù)據(jù)，若在測試過程中，爐溫波動超出0.25℃時(shí)，則該測試結(jié)果無效（不存盤），待爐溫重新穩(wěn)定下來時(shí)再測。此時(shí)程序轉(zhuǎn)為對其它溫場送來的信號進(jìn)行掃描測試，以便對其它恒溫場送來的信號進(jìn)行測量。如有四個(gè)以上的溫場輸入信號這時(shí)測量回路幾乎始終處于測量工作狀態(tài)。當(dāng)檢定完一個(gè)設(shè)定點(diǎn)之后，自動轉(zhuǎn)入下一個(gè)設(shè)定點(diǎn)升溫、恒溫，重復(fù)完成上述檢定過程，直至每個(gè)溫場zui后一個(gè)溫度點(diǎn)檢定完畢，自動停止對該溫場檢定工作并自動切斷加熱電源。
本裝置計(jì)量管理數(shù)據(jù)庫及管理軟件按管理內(nèi)容要求編制，類似制訂全廠計(jì)量技術(shù)管理、計(jì)量行政管理制度、計(jì)劃及建立儀表臺帳，且具有實(shí)用、靈活、方便的查詢與輸出功能，可以按不同方式檢索全廠溫度儀表信息，如通過校準(zhǔn)日期、檢定人員等檢索，自動提示輸出打印到期儀表，打印輸出檢定結(jié)果數(shù)據(jù)、證書等，還可統(tǒng)計(jì)出一周、一個(gè)月內(nèi)即將到期校驗(yàn)的儀表等，為實(shí)現(xiàn)*的“狀態(tài)檢修”提供依據(jù)，以及查詢所用現(xiàn)場溫度計(jì)使用情況等信息。