時間檢定儀自動檢定及管理系統(tǒng)

1、時間檢定儀自動檢定及管理系統(tǒng)摘要：針對目前時間檢定儀的檢定手段仍是手工測試，效率低，工作量大，而對于機(jī)械類秒表檢定儀因缺少相應(yīng)的機(jī)（磁）/電轉(zhuǎn)換器而無法檢定的問題，利用霍爾效應(yīng)原理研制了磁/電轉(zhuǎn)換器，利用VB語言編寫了自動檢定及管理軟件，實現(xiàn)了對各種型號的時間檢定儀的自動檢定及信息管理。該系統(tǒng)提高了檢定的自動化水平和工作效率，并解決了機(jī)械類秒表檢定儀不能檢定的問題。關(guān)鍵詞：時間頻率計量時間檢定儀自動檢定磁/電轉(zhuǎn)換器1引言時間檢定儀是檢定電子毫秒表、電子秒表、機(jī)械秒表、指針式電秒表、數(shù)字式電秒表等計時儀表的通用計量儀器。它包括電子毫秒計檢定儀，秒表檢定儀，電秒表檢定儀，這三種檢定儀可能是相互獨立

2、的，也可能是合為一體的。檢定儀的基本功能是直接輸出一種或幾種標(biāo)準(zhǔn)的時間間隔信號。目前，各類型秒表廣泛應(yīng)用于海軍各部隊技術(shù)保障任務(wù)和靶場試驗任務(wù)的時間測量中。時間檢定儀作為檢定各類秒表的標(biāo)準(zhǔn)器具，在海軍各保障基地計量站、各試驗區(qū)計量站和各技術(shù)部隊?wèi)?yīng)用非常廣泛，它的準(zhǔn)確性直接影響時間計量器具的量值傳遞。據(jù)對國內(nèi)計量機(jī)構(gòu)和海軍各計量部門的調(diào)查表明，目前對電子毫秒計檢定儀和電秒表檢定儀的檢定一般還是手動操作，沒有實現(xiàn)自動檢定，檢定過程繁瑣，工作量大，數(shù)據(jù)處理麻煩，而對于秒表檢定儀因缺少合適的機(jī)（磁）/電轉(zhuǎn)換器而無法檢定。針對海軍時間檢定儀檢定的迫切需求和時間頻率參數(shù)目前的檢定狀況，急需研制磁/電轉(zhuǎn)換器

3、，編寫了自動檢定軟件，建立時間檢定儀自動檢定系統(tǒng)，以實現(xiàn)對時間檢定儀這類時間計時器具的自動化檢定，提高檢定的自動化水平和工作效率，并解決目前機(jī)械類秒表檢定儀不能檢定的問題，為海軍試驗任務(wù)順利進(jìn)行和海軍時間計量器具的量值傳遞提供有效的技術(shù)支持和可靠的技術(shù)保證。2研究的內(nèi)容及技術(shù)方案設(shè)計2.1研究內(nèi)容時間檢定儀自動檢定及管理系統(tǒng)，通過現(xiàn)有的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備和自主研制的設(shè)備來實現(xiàn)對時間檢定儀的內(nèi)部晶振、輸出時間間隔等參數(shù)的自動化檢定，其內(nèi)容包括：（1）時間檢定儀檢定系統(tǒng)的構(gòu)建。（2）磁/電轉(zhuǎn)換器的設(shè)計與制作。（3）自動檢定及管理軟件的開發(fā)。2.2技術(shù)方案設(shè)計本系統(tǒng)技術(shù)方案設(shè)計包括硬件與軟件兩部分。硬件部分硬

4、件部分主要是自主研制的HJDH-5型磁/電轉(zhuǎn)換器，它是利用霍爾效應(yīng)設(shè)計，將機(jī)械秒表檢定儀的夾具機(jī)械運(yùn)動信號轉(zhuǎn)變?yōu)閮蓚€電脈沖信號，輸入到計數(shù)器，由計數(shù)器精確測量兩個脈沖信號之間的時間間隔。磁/電轉(zhuǎn)換器電路由直流穩(wěn)壓電路、霍爾傳感器電路、差分放大電路、施密特觸發(fā)電路等部分組成。工作原理為：當(dāng)有磁場作用在傳感器上時，霍爾傳感器輸出霍爾電壓VH，該電壓經(jīng)放大器放大后，送至施密特整形電路，當(dāng)放大后的VH電壓大于開啟”閾值時，施密特整形電路翻轉(zhuǎn)，輸出高電平，使半導(dǎo)體管導(dǎo)通一一開狀態(tài)”當(dāng)磁場減弱時，霍爾傳感器輸出的VH很小，經(jīng)放大器放大后其值也小于施密特整形電路的半閉”閾值,施密特整形電路再次翻轉(zhuǎn)，輸出低電

5、平，使半導(dǎo)體管截上，這種狀態(tài)為關(guān)狀態(tài)”一次磁場強(qiáng)度的變化，就使轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生了一個矩形脈沖信號。222軟件部分：系統(tǒng)軟件是基于WindowsXP的操作系統(tǒng)，以VisualBasic6.0為開發(fā)語言，采用基于對象的風(fēng)格設(shè)計，控制軟件采用菜單式操作界面，具有豐富的操作提示，操作簡單?？刂瞥绦虿捎媚K化設(shè)計，方便靈活，可擴(kuò)展性強(qiáng)。軟件測試部分編寫是依據(jù)JJG601-2003時間檢定儀檢定規(guī)程和JJG181-2002電子測量儀器內(nèi)石英晶體振蕩器檢定規(guī)程進(jìn)行的。利用Access設(shè)計數(shù)據(jù)庫，管理用戶信息、測試數(shù)據(jù)和檢定結(jié)果。通過調(diào)用Word模板打印證書，用戶可以根據(jù)需要，修改模板樣式，使證書設(shè)計和打印方便靈活

6、。時間檢定儀自動檢定系統(tǒng)軟件自動化程度高，界面友好，使用方便，提供隨時檢定信息檢索。檢定過程中，無需對測量標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行人工干預(yù)，由計算機(jī)自動完成對測量數(shù)據(jù)的采集、處理、存儲，自動生成檢定證書，并按用戶要求打印記錄或證書。2.3系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)和實現(xiàn)的主要功能231系統(tǒng)達(dá)到的技術(shù)指標(biāo)參考頻標(biāo)頻率短期穩(wěn)定度：1.5XDI/ls,3.5x-lWIOs,3X102/IOOs;頻率準(zhǔn)確度：1X0-11;頻標(biāo)比對器頻率比對范圍：1MHz,5MHz,10MHz;比對不確定度：1X0-12/1S,1X0-13/10S,1X0-14/100S；(3)時間計數(shù)器測量范圍：1ns105s準(zhǔn)確度：1X0-8;磁/電轉(zhuǎn)換

7、器：最大允許誤差(絕對值)0.1232系統(tǒng)實現(xiàn)的主要功能:對被檢設(shè)備信息的登記、管理、備案功能；能實現(xiàn)自動控制、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)存儲功能；證書自動生成、打印功能；實時在線幫助功能。3性能測試3.1基本性能試驗系統(tǒng)設(shè)計完成后，對研制的磁/電轉(zhuǎn)換器進(jìn)行了驗收和性能測試。該項工作由中國計量科學(xué)研究院完成，測試結(jié)果顯示該磁/電轉(zhuǎn)換器完全滿足設(shè)計要求。3.2測量使用情況使用該系統(tǒng)對MBY型秒表檢定儀進(jìn)行了檢定，以檢驗其工作情況，檢定結(jié)果表明該系統(tǒng)運(yùn)行正常，性能穩(wěn)定。4總結(jié)時間檢定儀自動檢定及管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了對各種型號時間檢定儀的自動檢定及證書打印。其硬件HJDH-5型磁/電轉(zhuǎn)換器是根據(jù)霍爾效應(yīng)基本原理設(shè)計的，將機(jī)械秒表檢定儀的夾具機(jī)械信號轉(zhuǎn)變?yōu)殡娒}沖信號。該轉(zhuǎn)換器具有功耗低、靈敏度咼、響應(yīng)頻率范圍寬、使用壽命長等特點。該系統(tǒng)設(shè)計合理，操作簡便，使用可靠，性能穩(wěn)定，經(jīng)過實際應(yīng)用，工作狀態(tài)一直正常，經(jīng)計量部門檢定，各項主要技術(shù)指標(biāo)都達(dá)到了設(shè)計要求，完全可以作為海軍時頻參數(shù)計量保障的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備。參考文獻(xiàn)胡少堅，夏冠群,馮明等GaAs霍爾開關(guān)集成電路的研制J.功能材料與器件學(xué)報，2003.9(1):43-46.馮明霍爾相位傳感器的研究開發(fā)D.上海: