一、裝置系統(tǒng)結(jié)構
      液位測量系統(tǒng)結(jié)構如圖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)及觸摸屏計算機組成，運動控制部分由平臺驅(qū)動系統(tǒng)、升降桿控制系統(tǒng)、限位開關等組成其模塊圖如圖2所示。

 

1.數(shù)學模型
      液位測量值L為
      L=L1cos+L2+Lt
      式中：
      L1液位數(shù)據(jù)采集部分的測量數(shù)據(jù)；
      L2模擬測量時液位計導桿由于重力產(chǎn)生的撓度帶來的影響；
      Lt溫度帶來的影響；磁柵尺相對水平線的傾斜角。
 
2.工作原理
      測量系統(tǒng)應用了水平軌道帶動浮子模擬液位升降，并配合磁柵尺精確定位。通過觸控屏設置好檢測距離、各個點位，PRC控制電機帶動滑塊在軌道上運行設定好的各段距離，在每個點位停留一段時間（時間可設定），客戶觀察數(shù)值。由于測量距離太長，為了減少重力產(chǎn)生的撓度影響，被檢品下方分段設置支撐機構，運行中PRC自動運算，控制支撐機構規(guī)避滑塊運行。系統(tǒng)還包括被檢液位計的（4~20）mA輸出電流測量模塊，并配有限位開關，保證浮子夾具水平位移時安全可靠。
 
二、裝置技術特點
1.標準器準確度指標極高
      系統(tǒng)配有高準確度電流表，準確度為0.05級，用（4~20）mA的電流數(shù)值去界定被檢液位計是否符合準確度等級要求。通過準確度為0.005mm的磁柵尺配合，顯示器可實現(xiàn)位移數(shù)值的實時顯示。在檢測準確度為0.1級的浮子式液位計時，滿足儀器校準檢定規(guī)程中標準器擴展不確定度不超過被檢液位計1/4的要求。
 
2.量程寬，占地面積小
      儀器校準檢定裝置所配備的水平導軌與電機驅(qū)動系統(tǒng)模擬液位檢定，儀器校準檢定范圍可達到3m。上位機的自動測試系統(tǒng)操作界面如圖3所示，該系統(tǒng)可把液位計全量程分為1到10個測量點。在檢測時，可自由選擇手動模式或自動模式，大約10分鐘即可完成一臺液位計的示值檢定。并且，該系統(tǒng)采用臥式模擬檢定方案，不受實驗室層高影響，只需大約10平方米的房間即可進行儀器校準檢定工作。

 

3.測量種類齊全，操作簡單
      該系統(tǒng)設計時經(jīng)過充分的市場調(diào)研，能開展浮子式液位計、磁致伸縮液位計、壓力式液位計和液位開關等十幾種液位計的儀器校準檢定工作。
 
三、儀器校準檢定方法
      儀器校準檢定時，將浮子式液位計臥式安放在儀器校準檢定臺的支架上，安裝時檢查磁性浮球和浮球?qū)U的外觀，不應有彎曲、碰傷等缺陷，磁性浮球能在導桿上自由無阻礙地滑動。將二線制纜線與裝置上位機相連，調(diào)整浮球至導桿的零位，進行零位誤差的讀取。然后將浮球與浮球夾具連接，并在上位機輸入滿量程，進行自動檢定。儀器校準檢定裝置會把被檢液位計分為滿量程的（0，1/4，1/2，3/4，1）進行檢定，在每個檢定點電機系統(tǒng)會停留1分鐘，方便儀器校準員對電流表讀數(shù)。標準電流值為（4，8,12,16，20）mA。在上行程測量完后，系統(tǒng)會自動返程進行下行程的檢定，從而完成液位計的示值誤差檢定；并且在浮球與浮球夾具水平移動時，升降桿控制系統(tǒng)可以自動進行升降，減小導桿受重力產(chǎn)生的撓度影響。在檢定液位開關時，系統(tǒng)可以在上下行程中自動讀取開關動作時產(chǎn)生的相應信號。
 
四、儀器校準檢定能力驗證
      驗證方法依據(jù)JJF1033-2016《計量標準考核規(guī)范》采用傳遞比較法。選擇的被測對象為浮子式液位計，測量輸出值的最大示值誤差為y=0.01mA，擴展不確定度為U=0.028%（k=2）。然后，用精密數(shù)字壓力計并搭配水箱進行檢測，測量輸出值的最大允許誤差為y0=0.008mA，擴展不確定度為U0=0.015%（k=2）。依據(jù)能力驗證評定方法，該系統(tǒng)滿足|y-y0|＜的要求。本裝置的成功研制，使液位計檢定工作處于國內(nèi)領先水平。經(jīng)過半年多的運行證明，該裝置結(jié)構合理、測量準確、方便快捷，使用效果良好。