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，而對于機械類秒表檢定儀因缺少相應的機（磁）/電轉換器而無法檢定的問題，利用霍爾效應原理研制了磁/電轉換器，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，并解決了機械類秒表檢定儀不能檢定的問題。關鍵詞：時間頻率計量時間檢定儀自動檢定磁/電轉換器1引言時間檢定儀是檢定電子毫秒表、電子秒表、機械秒表、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準的時間間隔信號。目前，各類型秒表廣泛應用于海軍各部隊技術保障任務和靶場試驗任務的時間測量中。時間檢定儀作為檢定各類秒表的標準器具，在海軍各保障基地計量站、各試驗區(qū)計量站和各技術部隊應用非常廣泛，它的準確性直接影響時間計量器具的量值傳遞。據(jù)對國內(nèi)計量機構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（磁）/電轉換器而無法檢定。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，并解決目前機械類秒表檢定儀不能檢定的問題，為海軍試驗任務順利進行和海軍時間計量器具的量值傳遞提供有效的技術支持和可靠的技術保證。2研究的內(nèi)容及技術方案設計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)有的標準設備和自主研制的設備來實現(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)的構建。（2）磁/電轉換器的設計與制作。（3）自動檢定及管理軟件的開發(fā)。2.2技術方案設計本系統(tǒng)技術方案設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/電轉換器，它是利用霍爾效應設計，將機械秒表檢定儀的夾具機械運動信號轉變?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，當放大后的VH電壓大于開啟”閾值時，施密特整形電路翻轉，輸出高電平，使半導體管導通一一開狀態(tài)”當磁場減弱時，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，輸出低電

5、平，使半導體管截上，這種狀態(tài)為關狀態(tài)”一次磁場強度的變化，就使轉換器產(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，采用基于對象的風格設計，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化設計，方便靈活，可擴展性強。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)程進行的。利用Access設計數(shù)據(jù)庫，管理用戶信息、測試數(shù)據(jù)和檢定結果。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，無需對測量標準進行人工干預，由計算機自動完成對測量數(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)達到的技術指標和實現(xiàn)的主要功能231系統(tǒng)達到的技術指標參考頻標頻率短期穩(wěn)定度：1.5XDI/ls,3.5x-lWIOs,3X102/IOOs;頻率準確度：1X0-11;頻標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準確度：1X0-8;磁/電轉換

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)設計完成后，對研制的磁/電轉換器進行了驗收和性能測試。該項工作由中國計量科學研究院完成，測試結果顯示該磁/電轉換器完全滿足設計要求。3.2測量使用情況使用該系統(tǒng)對MBY型秒表檢定儀進行了檢定，以檢驗其工作情況，檢定結果表明該系統(tǒng)運行正常，性能穩(wěn)定。4總結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/電轉換器是根據(jù)霍爾效應基本原理設計的，將機械秒表檢定儀的夾具機械信號轉變?yōu)殡娒}沖信號。該轉換器具有功耗低、靈敏度咼、響應頻率范圍寬、使用壽命長等特點。該系統(tǒng)設計合理，操作簡便，使用可靠，性能穩(wěn)定，經(jīng)過實際應用，工作狀態(tài)一直正常，經(jīng)計量部門檢定，各項主要技術指標都達到了設計要求，完全可以作為海軍時頻參數(shù)計量保障的標準設備。參考文獻胡少堅，夏冠群,馮明等GaAs霍爾開關集成電路的研制J.功能材料與器件學報，2003.9(1):43-46.馮明霍爾相位傳感器的研究開發(fā)D.上海: