一、裝置系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
      液位測(cè)量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。
      本裝置的液位數(shù)據(jù)采集部分由精密磁柵尺、PRC控制系統(tǒng)及觸摸屏計(jì)算機(jī)組成，運(yùn)動(dòng)控制部分由平臺(tái)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、升降桿控制系統(tǒng)、限位開(kāi)關(guān)等組成其模塊圖如圖2所示。

 

1.數(shù)學(xué)模型
      液位測(cè)量值L為
      L=L1cos+L2+Lt
      式中：
      L1液位數(shù)據(jù)采集部分的測(cè)量數(shù)據(jù)；
      L2模擬測(cè)量時(shí)液位計(jì)導(dǎo)桿由于重力產(chǎn)生的撓度帶來(lái)的影響；
      Lt溫度帶來(lái)的影響；磁柵尺相對(duì)水平線的傾斜角。
 
2.工作原理
      測(cè)量系統(tǒng)應(yīng)用了水平軌道帶動(dòng)浮子模擬液位升降，并配合磁柵尺精確定位。通過(guò)觸控屏設(shè)置好檢測(cè)距離、各個(gè)點(diǎn)位，PRC控制電機(jī)帶動(dòng)滑塊在軌道上運(yùn)行設(shè)定好的各段距離，在每個(gè)點(diǎn)位停留一段時(shí)間（時(shí)間可設(shè)定），客戶觀察數(shù)值。由于測(cè)量距離太長(zhǎng)，為了減少重力產(chǎn)生的撓度影響，被檢品下方分段設(shè)置支撐機(jī)構(gòu)，運(yùn)行中PRC自動(dòng)運(yùn)算，控制支撐機(jī)構(gòu)規(guī)避滑塊運(yùn)行。系統(tǒng)還包括被檢液位計(jì)的（4~20）mA輸出電流測(cè)量模塊，并配有限位開(kāi)關(guān)，保證浮子夾具水平位移時(shí)安全可靠。
 
二、裝置技術(shù)特點(diǎn)
1.標(biāo)準(zhǔn)器準(zhǔn)確度指標(biāo)極高
      系統(tǒng)配有高準(zhǔn)確度電流表，準(zhǔn)確度為0.05級(jí)，用（4~20）mA的電流數(shù)值去界定被檢液位計(jì)是否符合準(zhǔn)確度等級(jí)要求。通過(guò)準(zhǔn)確度為0.005mm的磁柵尺配合，顯示器可實(shí)現(xiàn)位移數(shù)值的實(shí)時(shí)顯示。在檢測(cè)準(zhǔn)確度為0.1級(jí)的浮子式液位計(jì)時(shí)，滿足儀器校準(zhǔn)檢定規(guī)程中標(biāo)準(zhǔn)器擴(kuò)展不確定度不超過(guò)被檢液位計(jì)1/4的要求。
 
2.量程寬，占地面積小
      儀器校準(zhǔn)檢定裝置所配備的水平導(dǎo)軌與電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)模擬液位檢定，儀器校準(zhǔn)檢定范圍可達(dá)到3m。上位機(jī)的自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)操作界面如圖3所示，該系統(tǒng)可把液位計(jì)全量程分為1到10個(gè)測(cè)量點(diǎn)。在檢測(cè)時(shí)，可自由選擇手動(dòng)模式或自動(dòng)模式，大約10分鐘即可完成一臺(tái)液位計(jì)的示值檢定。并且，該系統(tǒng)采用臥式模擬檢定方案，不受實(shí)驗(yàn)室層高影響，只需大約10平方米的房間即可進(jìn)行儀器校準(zhǔn)檢定工作。

 

3.測(cè)量種類齊全，操作簡(jiǎn)單
      該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)經(jīng)過(guò)充分的市場(chǎng)調(diào)研，能開(kāi)展浮子式液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、壓力式液位計(jì)和液位開(kāi)關(guān)等十幾種液位計(jì)的儀器校準(zhǔn)檢定工作。
 
三、儀器校準(zhǔn)檢定方法
      儀器校準(zhǔn)檢定時(shí)，將浮子式液位計(jì)臥式安放在儀器校準(zhǔn)檢定臺(tái)的支架上，安裝時(shí)檢查磁性浮球和浮球?qū)U的外觀，不應(yīng)有彎曲、碰傷等缺陷，磁性浮球能在導(dǎo)桿上自由無(wú)阻礙地滑動(dòng)。將二線制纜線與裝置上位機(jī)相連，調(diào)整浮球至導(dǎo)桿的零位，進(jìn)行零位誤差的讀取。然后將浮球與浮球夾具連接，并在上位機(jī)輸入滿量程，進(jìn)行自動(dòng)檢定。儀器校準(zhǔn)檢定裝置會(huì)把被檢液位計(jì)分為滿量程的（0，1/4，1/2，3/4，1）進(jìn)行檢定，在每個(gè)檢定點(diǎn)電機(jī)系統(tǒng)會(huì)停留1分鐘，方便儀器校準(zhǔn)員對(duì)電流表讀數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)電流值為（4，8,12,16，20）mA。在上行程測(cè)量完后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)返程進(jìn)行下行程的檢定，從而完成液位計(jì)的示值誤差檢定；并且在浮球與浮球夾具水平移動(dòng)時(shí)，升降桿控制系統(tǒng)可以自動(dòng)進(jìn)行升降，減小導(dǎo)桿受重力產(chǎn)生的撓度影響。在檢定液位開(kāi)關(guān)時(shí)，系統(tǒng)可以在上下行程中自動(dòng)讀取開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)產(chǎn)生的相應(yīng)信號(hào)。
 
四、儀器校準(zhǔn)檢定能力驗(yàn)證
      驗(yàn)證方法依據(jù)JJF1033-2016《計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)考核規(guī)范》采用傳遞比較法。選擇的被測(cè)對(duì)象為浮子式液位計(jì)，測(cè)量輸出值的最大示值誤差為y=0.01mA，擴(kuò)展不確定度為U=0.028%（k=2）。然后，用精密數(shù)字壓力計(jì)并搭配水箱進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)量輸出值的最大允許誤差為y0=0.008mA，擴(kuò)展不確定度為U0=0.015%（k=2）。依據(jù)能力驗(yàn)證評(píng)定方法，該系統(tǒng)滿足|y-y0|＜的要求。本裝置的成功研制，使液位計(jì)檢定工作處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。經(jīng)過(guò)半年多的運(yùn)行證明，該裝置結(jié)構(gòu)合理、測(cè)量準(zhǔn)確、方便快捷，使用效果良好。