熊朝暉

（中國(guó)工程物理研究院計(jì)量測(cè)試中心，四川 綿陽(yáng) 621900）

1 引 言

溫度試驗(yàn)箱是電工產(chǎn)品、化工產(chǎn)品環(huán)境試驗(yàn)中不可缺少的設(shè)備。溫度試驗(yàn)箱的校準(zhǔn)參數(shù)一般包括溫度偏差、溫度均勻度、溫度波動(dòng)度、升降溫速率，測(cè)量系統(tǒng)一般由工業(yè)鉑電阻溫度計(jì)（RTD）和數(shù)據(jù)采集器組成。溫度試驗(yàn)箱的校準(zhǔn)需要進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的測(cè)量，數(shù)據(jù)采集量大，要求數(shù)據(jù)采集器具有計(jì)算機(jī)通信接口，以便實(shí)現(xiàn)自動(dòng)數(shù)據(jù)采集/存儲(chǔ)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析等功能。

利用目前流行的面向?qū)ο蟮木幊陶Z(yǔ)言Visual C++開(kāi)發(fā)軟件前臺(tái)，后臺(tái)采用Access數(shù)據(jù)庫(kù)，解決溫度實(shí)驗(yàn)箱校準(zhǔn)的信息化管理問(wèn)題。

2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

啟動(dòng)Access，創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)庫(kù)。數(shù)據(jù)庫(kù)中包括客戶(hù)信息表、儀器設(shè)備信息表、檢定人員信息表、檢定規(guī)程信息表、證書(shū)信息表、測(cè)量信息表、原始記錄表、測(cè)量結(jié)果記錄表、原始記錄表。

客戶(hù)信息表用于存儲(chǔ)客戶(hù)公司的名稱(chēng)、地址、聯(lián)系電話(huà)等信息。儀器設(shè)備信息表用于存儲(chǔ)被校溫度試驗(yàn)箱的名稱(chēng)、型號(hào)、出廠編號(hào)等信息。檢定人員信息表用于存儲(chǔ)具有資格的檢定人員的有關(guān)信息（姓名、性別、檢定員證書(shū)編號(hào)等）。檢定規(guī)程信息表用于存儲(chǔ)與校準(zhǔn)有關(guān)的檢定規(guī)程、校準(zhǔn)規(guī)范等技術(shù)文件的名稱(chēng)、編號(hào)等信息。證書(shū)信息表用于存儲(chǔ)所有設(shè)備儀器的檢定/校準(zhǔn)證書(shū)信息。測(cè)量信息表用于存儲(chǔ)校準(zhǔn)所使用的計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)、校準(zhǔn)日期、環(huán)境條件、被校設(shè)備、校準(zhǔn)員、核驗(yàn)員等信息。測(cè)量結(jié)果記錄表用于存儲(chǔ)溫度試驗(yàn)箱的校準(zhǔn)結(jié)果，原始記錄表用于存儲(chǔ)多個(gè)通道的巡回讀數(shù)，目的是為客戶(hù)提供詳細(xì)的溫度試驗(yàn)箱的溫度分布。測(cè)量信息表、測(cè)量結(jié)果記錄表、原始記錄表的結(jié)構(gòu)分別見(jiàn)表1～表3。

表1 ChamberTestInfoTab表的結(jié)構(gòu)

表2 ChamberTestResultTab表的結(jié)構(gòu)

表3 ChamberTestRawTab表的結(jié)構(gòu)

設(shè)備編號(hào)、原始記錄編號(hào)和證書(shū)編號(hào)的編碼設(shè)計(jì)是數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的前提條件，是系統(tǒng)不可缺少的重要信息，是進(jìn)行信息交換、處理、傳輸和實(shí)現(xiàn)信息資源共享的關(guān)鍵。設(shè)備編號(hào)的編碼前3位由漢語(yǔ)拼音字母縮寫(xiě)組成，后5位為具體信息編碼，從00001開(kāi)始，按順序遞增的方式編碼（例如：DEV00001）。原始記錄編號(hào)的編碼前4位由年號(hào)組成，中間7位表示信息分類(lèi)，后面4位為具體信息編碼，從0001開(kāi)始，按順序遞增的方式編碼（例如：2009CHAMBER0001）。證書(shū)編號(hào)的編碼前2位表示證書(shū)的專(zhuān)業(yè)分類(lèi)，中間2位表示年號(hào)，后面4位為具體信息編碼，從0001開(kāi)始，按順序遞增的方式編碼（例如：TT090001）。

3 校準(zhǔn)程序設(shè)計(jì)

測(cè)量系統(tǒng)由Fluke2625A數(shù)據(jù)采集器、9只鉑電阻溫度計(jì)和便攜式電腦組成，數(shù)據(jù)采集通過(guò)RS-232接口實(shí)現(xiàn)。

串口編程采用由Remon Spekreijse提供的串口類(lèi)CSerialPort，CSerialPort類(lèi)是基于多線(xiàn)程的，其工作流程如下：首先設(shè)置串口參數(shù)，再開(kāi)啟串口監(jiān)測(cè)工作線(xiàn)程，串口監(jiān)測(cè)工作線(xiàn)程監(jiān)測(cè)到串口接收到的數(shù)據(jù)、流控制事件或其他串口事件后，以消息方式通知主程序，激發(fā)消息處理函數(shù)來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。發(fā)送數(shù)據(jù)可直接向串口發(fā)送。

訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)通過(guò) ADO（ActiveX Data Object）實(shí)現(xiàn)。ADO使得客戶(hù)端應(yīng)用程序能夠通過(guò)任何OLE.DB提供者來(lái)訪(fǎng)問(wèn)和操作數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器中的數(shù)據(jù)，最主要的優(yōu)點(diǎn)是易于使用、速度快、內(nèi)存支出少和磁盤(pán)遺跡小。

為了方便數(shù)據(jù)庫(kù)連接的統(tǒng)一控制和方便對(duì)異常的捕捉，需要將ADO封裝到類(lèi)中，類(lèi)中只定義一個(gè)連接對(duì)象，將其聲明為靜態(tài)的，與其相關(guān)的操作也設(shè)成靜態(tài)的，由于要頻繁訪(fǎng)問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)，所以需要一個(gè)記錄對(duì)象作為成員變量。

溫度試驗(yàn)箱校準(zhǔn)過(guò)程中最重要的步驟是判斷溫度是否達(dá)到平衡，平衡后才能進(jìn)行溫度波動(dòng)度、溫度偏差和溫度均勻度的測(cè)量。測(cè)量過(guò)程中根據(jù)不同試驗(yàn)箱的情況，實(shí)時(shí)分析、計(jì)算各通道的測(cè)量數(shù)據(jù)，通過(guò)測(cè)量時(shí)間（Duration）、窗口（Window）和裕度（Tolerance）參數(shù)的計(jì)算結(jié)果判斷試驗(yàn)箱內(nèi)的溫度是否達(dá)到平衡（見(jiàn)圖1），因此以圖形和數(shù)據(jù)的方式直觀顯示測(cè)量狀態(tài)十分重要。

圖1 狀態(tài)示意圖

對(duì)于技術(shù)指標(biāo)要求較高的設(shè)備，基于數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)應(yīng)用系統(tǒng)的測(cè)試軟件，可以根據(jù)傳感器或測(cè)試系統(tǒng)在實(shí)驗(yàn)室的校準(zhǔn)結(jié)果，針對(duì)各測(cè)量通道計(jì)算特征系數(shù)，將特征系書(shū)存入Access數(shù)據(jù)庫(kù)表中，測(cè)量時(shí)利用特征系數(shù)對(duì)各測(cè)量通道的測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行修正，提高校準(zhǔn)結(jié)果的準(zhǔn)確度。

3.1 用戶(hù)界面

溫度試驗(yàn)箱校準(zhǔn)過(guò)程的用戶(hù)界面由兩部分組成，校準(zhǔn)信息用于描述被校對(duì)象的基本信息（名稱(chēng)、型號(hào)、出廠編號(hào)、生產(chǎn)廠家）、校準(zhǔn)日期、校準(zhǔn)人員、核驗(yàn)人員、技術(shù)文件、測(cè)量設(shè)備等（見(jiàn)圖2），校準(zhǔn)過(guò)程用于顯示校準(zhǔn)過(guò)程中的測(cè)量數(shù)據(jù)、測(cè)量結(jié)果和圖形（見(jiàn)圖 3）。

圖2 校準(zhǔn)信息界面

圖3 校準(zhǔn)過(guò)程界面

為了保證校準(zhǔn)結(jié)果的不間斷溯源鏈和校準(zhǔn)的合法性，測(cè)量設(shè)備只能從經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)/檢定的證書(shū)列表中選擇，校準(zhǔn)、核驗(yàn)人員只能從具有檢定員資格證書(shū)的人員中選擇，依據(jù)的技術(shù)文件只能從國(guó)家正式頒布的檢定規(guī)程和校準(zhǔn)規(guī)范中選擇。測(cè)量結(jié)束時(shí)以上所有信息將保存在表1～表3所示的數(shù)據(jù)庫(kù)表中。

3.2 操作流程

操作流程如圖4所示，校準(zhǔn)時(shí)首先在校準(zhǔn)信息界面中選擇已經(jīng)登記的被校對(duì)象，輸入校準(zhǔn)日期等信息，并且預(yù)先設(shè)定溫度校準(zhǔn)點(diǎn)，然后在校準(zhǔn)過(guò)程界面中選擇開(kāi)始測(cè)量，打開(kāi)串口接收數(shù)據(jù)采集器的測(cè)量數(shù)據(jù)并進(jìn)行數(shù)據(jù)顯示和圖形顯示，最后將測(cè)量信息、原始數(shù)據(jù)、校準(zhǔn)結(jié)果存入Access數(shù)據(jù)庫(kù)。

圖4 操作流程

4 結(jié)束語(yǔ)

采用該文介紹的方法開(kāi)發(fā)的溫度試驗(yàn)箱自動(dòng)校準(zhǔn)系統(tǒng)，現(xiàn)已成功應(yīng)用于環(huán)境溫度試驗(yàn)箱、電子元器件老化試驗(yàn)箱等設(shè)備的校準(zhǔn)工作。校準(zhǔn)軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)被校設(shè)備、測(cè)量設(shè)備、計(jì)量人員、檢定規(guī)程、測(cè)量結(jié)果、校準(zhǔn)證書(shū)等的信息管理問(wèn)題。

實(shí)踐證明在校準(zhǔn)軟件的開(kāi)發(fā)過(guò)程中應(yīng)用數(shù)據(jù)庫(kù)訪(fǎng)問(wèn)技術(shù)，能夠解決多用戶(hù)、多應(yīng)用共享數(shù)據(jù)的要求，靈活、方便地利用測(cè)量信息和測(cè)量數(shù)據(jù)生成各類(lèi)報(bào)告，提高工作效率。

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