模擬法液位計(jì)檢定裝置該項(xiàng)目采用了多項(xiàng)自主研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)，可以全自動進(jìn)行液位計(jì)正反行程的檢定，并且采集數(shù)據(jù)，利用磁柵尺和帶動浮子水平移動的導(dǎo)軌夾具系統(tǒng)并配合自動檢定系統(tǒng)軟件等技術(shù)手段，精度可達(dá)±0.05mm，滿足浮子液位計(jì)檢定中的各項(xiàng)要求。

液位測量系統(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(guān)等組成，其模塊圖如圖 2 所示。

1. 數(shù)學(xué)模型

液位測量值 L 為 L=L1cosa+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(jì)導(dǎo)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(yīng)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(shè)置好檢測距離、各個點(diǎn)位，PRC 控制電機(jī)帶動滑塊在軌道上運(yùn)行設(shè)定好的各段距離，在每個點(diǎn)位停留一段時間（時間可設(shè)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(shè)置支撐機(jī)構(gòu)，運(yùn)行中 PRC 自動運(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 輸出電流測量模塊，并配有限位開關(guān)，保證浮子夾具水平位移時安全可靠。

二、裝置技術(shù)特點(diǎn)

1. 標(biāo)準(zhǔn)器準(zhǔn)確度指標(biāo)

系統(tǒng)配有高準(zhǔn)確度電流表，準(zhǔn)確度為 0.05 級，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)確度等級要求。通過準(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)時顯示。在檢測準(zhǔn)確度為 0.1 級的浮子液位計(jì)時，滿足檢定規(guī)程中標(biāo)準(zhǔn)器擴(kuò)展不確定度不超過被檢液位計(jì) 1/4的要求。

2. 量程寬，占地面積小

檢定裝置所配備的水平導(dǎo)軌與電機(jī)驅(qū)動系統(tǒng)模擬液位檢定，檢定范圍可達(dá)到 3m。上位機(jī)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(jì)全量程分為 1 到 10 個測量點(diǎn)。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(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)行檢定工作。

3. 測量種類齊全，操作簡單

該系統(tǒng)設(shè)計(jì)時經(jīng)過充分的市場調(diào)研，能開展浮子液位計(jì)、磁致伸縮液位計(jì)、壓力式液位計(jì)和液位開關(guān)等十幾種液位計(jì)的檢定工作。

三、檢定方法

檢定時，將浮子液位計(jì)臥式安放在檢定臺的支架上，安裝時檢查磁性浮球和浮球?qū)U的外觀，不應(yīng)有彎曲、碰傷等缺陷，磁性浮球能在導(dǎo)桿上自由地滑動。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)行自動檢定。檢定裝置會把被檢液位計(jì)分為滿量程的（0，1/4，1/2，3/4，1）進(jìn)行檢定，在每個檢定點(diǎn)電機(jī)系統(tǒng)會停留 1 分鐘，方便檢定員對電流表讀數(shù)。標(biāo)準(zhǔn)電流值為（4，8 , 12 , 16，20）mA。

在上行程測量完后，系統(tǒng)會自動返程進(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時，升降桿控制系統(tǒng)可以自動進(jìn)行升降，減小導(dǎo)桿受重力產(chǎn)生的撓度影響。在檢定液位開關(guān)時，系統(tǒng)可以在上下行程中自動讀取開關(guān)動作時產(chǎn)生的相應(yīng)信號。

四、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。選擇的被測對象為浮子液位計(jì)，測量輸出值的zui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，測量輸出值的zui大允許誤差為 y0=0.008mA，擴(kuò)展不確定度為U0=0.015%（k=2），該裝置結(jié)構(gòu)合理、測量準(zhǔn)確、方便快捷，使用效果良好。