Wzorcowanie czujników
temperatury Pt100

Oprogramowanie do wzorcowania rezystancyjnych czujników temperatury typu Pt100
Oferujemy oprogramowanie pozwalające na automatyczne przeprowadzenie procedury wzorcowania rezystancyjnych czujników temperatury Pt100 metodą porównawczą zgodnie z wymaganiami Polskiego Centrum Akredytacji. Komputerowo wspomagany system umożliwia zrealizowanie kompletnej procedury wzorcowania, począwszy od wprowadzenia parametrów wzorcowania i wybór urządzeń biorących udział w badaniu (czujnik wzorcowy, piec), przez automatyczne kontrolowanie osiągnięcia kryterium stabilności i przeprowadzenie pomiaru rezystancji czujników dla wskazanej liczby poziomów wzorcowanej temperatury, aż po wyliczenie budżetu niepewności, zapisanie wyników wzorcowania w postaci pliku Excel i wygenerowanie gotowego świadectwa wzorcowania w programie Word oraz w postaci pliku .pdf.

Budowa systemu do automatycznego wzorcowania czujników temperatury Pt100

Oprogramowanie może zostać dostosowane do różnych konfiguracji sprzętowych używanych w laboratoriach wzorcujących. Przedstawiamy przykładową konfigurację systemu do automatycznego wzorcowania czujników Pt100, dla której oprogramowanie zostało przygotowane, przetestowane i wdrożone:

  • Multimetr cyfrowy Keithley 2700 z kartą dwudziestokanałowego multipleksera Keithley 7700
  • Wzorcowy czujnik temperatury Isotech 935-14-72
  • Regulator temperatury LUMEL RE72 z czujnikiem temperatury Pt100 i przekaźnikiem półprzewodnikowym SSR
  • Termostat cieczowy z grzałką elektryczną i systemem mieszania
  • Czujnik parametrów środowiskowych APONE wersja SiOne model Si-QSBR1A3 (temperatura, wilgotność względna, ciśnienie atmosferyczne)
  • Konwerter USB-RS232 model MP00112 firmy MERA-PROJEKT
  • Konwerter USB-RS485 model TRB-0611 firmy ULTIMA
  • Od jednego do dziewięciu wzorcowanych czujników temperatury typu Pt100.
Schemat komputerowo wspomaganego systemu automatycznego wzorcowania rezystancyjnych czujników temperatury Pt100

Oprogramowanie do automatycznego wzorcowania czujników Pt100 możemy przystosować do dowolnego zestawu urządzeń wchodzących w skład stanowiska do wzorcowania. Chodzi tu zarówno o przyrządy pomiarowe (multimetry, czujniki parametrów środowiskowych), jak i piece (termostaty, regulatory temperatury). Jedynym wymogiem jest obecność w podłączanych urządzeniach interfejsu komunikacyjnego, pozwalającego na wymianę informacji pomiędzy danym urządzeniem a komputerem PC.

Elastyczność konfigurowania procedury wzorcowania czujników

Oprogramowanie jest przeznaczone dla akredytowanych i nieakredytowanych laboratoriów wzorcujących oraz firm zainteresowanych wzorcowaniem  czujników temperatury Pt100 dla własnych potrzeb. Aplikacja pozwala na kompletną automatyzację i maksymalne przyspieszenie realizacji procedury wzorcowania rezystancyjnych czujników temperatury typu Pt100, przy równoczesnym zminimalizowaniu negatywnego wpływu błędów ludzkich w całym procesie.

Konfiguracja procedury wzorcowania rezystancyjnych czujników temperatury Pt100

Zastosowanie multipleksera Keithley 7700 pozwoliło na uzyskanie przyspieszenia przebiegu procedury dzięki możliwości równoczesnego wzorcowania do dziewięciu czujników Pt100. Czujnik wzorcowy został na stałe przypisany do kanału 1. Operator ma możliwość swobodnego wskazania do których kanałów multipleksera (od kanału 2 do kanału 10) zostaną podłączone kolejne czujniki badane. Nie jest wymagane podłączenie czujników do wszystkich kanałów, ani zachowanie kolejności łączenia. Oprogramowanie pozwala na przeprowadzenie procedury wzorcowania na maksymalnie jedenastu poziomach wzorcowania wprowadzonych i zaakceptowanych przez operatora. Na etapie przygotowania procedury wzorcowania operator wprowadza numer zlecenia. Program podpowiada jaki powinien być kolejny numer zlecenia, ale umożliwia także wykonanie wzorcowania dla zleceń utworzonych wcześniej. Funkcjonalność ta jest przydatna przy wykonywaniu wzorcowań większej liczby czujników w jednym zleceniu. W trakcie podłączania czujników temperatury program pozwala na wykonanie manualnego pomiaru rezystancji czujników podpiętych do multimetru Keithley 2700 za pośrednictwem multipleksera 7700.

Konfigurując stanowisko do wzorcowania czujników Pt100 operator dokonuje wyboru konkretnego modelu czujnika wzorcowego, wykorzystywanego miernika rezystancji i używanego modelu termostatu. Na ekranie wyświetlane są wszystkie parametry wskazanych urządzeń istotne z punktu widzenia obliczeń potrzebnych do wykonania obliczeń budżetu niepewności i wygenerowania świadectwa wzorcowania.

Konfiguracja urzadzeń wybranych do przeprowadzenia procedury wzorcowania czujników temperatury Pt100

Wszystkie informacje o urządzeniach możliwych do wykorzystania w procedurze wzorcowania są zapisane w pliku konfiguracyjnym, który dzięki możliwości edycji pozwala na swobodne dodawanie kolejnych urządzeń z każdej kategorii oraz nazwisk operatorów posiadających uprawnienia do przeprowadzenia procedury wzorcowania.

Automatyczne przeprowadzenie procedury wzorcowania czujników temperatury

Po uruchomieniu procedury wzorcowania program automatycznie ustawia w regulatorze temperatury pieca kolejne zadane poziomy wzorcowania i monitoruje zmiany rezystancji czujnika wzorcowego. Po każdym pomiarze wykonywanym w odstępach piętnastosekundowych program sprawdza, czy temperatura w piecu się ustabilizowała. Kryterium stabilności temperatury zostaje spełnione, jeśli każdy z pomiarów wykonanych w ciągu ostatnich 15 minut mieścił się w zadanym przedziale stabilności (np. peak-to-peak < 0,1°C).

Wizualizacja przebiegu procedury automatycznego wzorcowania czujnikow temperatury Pt100

Po osiągnięciu stabilności temperaturowej następuje seria pomiarów rezystancji czujnika wzorcowego i czujników badanych. Dla każdego czujnika badanego wykonywanych jest dwanaście pomiarów rezystancji na danym (ustabilizowanym) poziomie wzorcowania. Dwa skrajne wyniki są odrzucane, a pozostałe dziesięć pomiarów bierze udział w obliczeniach budżetu niepewności. Dodatkowo program wykonuje także pomiary parametrów środowiskowych: temperatury, wilgotności względnej i ciśnienia atmosferycznego w pomieszczeniu, w którym wykonywane było wzorcowanie. Operator w sposób graficzny jest informowany o aktualnym poziomie wzorcowania i realizowanym etapie procedury. Przebieg procedury wzorcowania można również prześledzić za pomocą wykresu prezentującego zmierzoną przez regulator temperaturę (PV), zadaną wartość temperatury (SP), wartość sygnału sterującego regulatora (CV) oraz zmierzoną rezystancję czujnika wzorcowego (Rx).

Wyniki wzorcowania

Wszystkie wyniki pomiarów wykonanych w trakcie procedury wzorcowania dla czujnika wzorcowego i czujników badanych są dostępne w oddzielnej zakładce programu. W tabeli znajdują się wszystkie informacje o poziomie temperatury wzorcowania, numerze kanału multipleksera oraz dziesięć wyników pomiaru rezystancji czujnika z dokładnością do czwartego miejsca po przecinku.

Wyświetlanie wynikow pomiarów rezystancji czujników temperatury i parametrów środowiskowych.

Na podstawie zebranych wyników pomiarów program oblicza średnią wartość rezystancji z dziesięciu pomiarów i odchylenie standardowe. W oparciu o Międzynarodową Skalę Temperatury (ITS-90) obliczana jest wartość temperatury odniesienia i temperatury zmierzonej przez czujnik badany oraz różnica pomiędzy tymi wartościami. W oddzielnym oknie wyświetlane są maksymalne i minimalne wartości parametrów środowiskowych zmierzonych w trakcie procedury wzorcowania.

Wprowadzanie danych potrzebnych do wygenerowania świadectwa wzorcowania

W odrębnej zakładce programu, dla każdego z aktywnych kanałów multipleksera, operator ma możliwość wprowadzenia wszystkich niezbędnych informacji potrzebnych do wygenerowania świadectwa wzorcowania: daty wykonania wzorcowania i wydania świadectwa, numeru świadectwa, informacji o obiekcie wzorcowania, danych zgłaszającego, danych użytkownika i informacji o miejscu wzorcowania.

Wprowadzanie danych potrzebnych do wygenerowania świadectwa wzorcowania dla konkretnego kanału pomiarowego.

Dla zminimalizowania czasu potrzebnego na wprowadzenie danych (zwłaszcza w przypadku wykonywania serii wzorcowań wielu czujników dla tego samego odbiorcy) wprowadzono mechanizm pozwalający na wczytanie dla kanału 2 danych do świadectwa wzorcowania zapisanych wcześniej w pliku. Z kolei dla kanałów od 3 do 10 przewidziano możliwość skopiowania danych z poprzedniej aktywnej zakładki. W trakcie procedury wzorcowania w tabeli zapisywane są wyniki pomiaru rezystancji czujnika wzorcowego i czujnika badanego, podłączonego do danego kanału multipleksera Keithley 7700. Po zakończeniu procedury wzorcowania operator może dodatkowo wskazać, czy jest to czujnik z rezystorem drutowym czy cienkowarstwowym oraz wybrać dla jakiej klasy tolerancji (1/10 B, 1/3 B, AA, A, B, C) czujnik badany powinien spełniać wymagania. Wprowadzenie wszystkich danych pozwala na automatyczne wygenerowanie świadectwa PCA dla danego czujnika temperatury.

Na podstawie wyników uzyskanych w trakcie procedury wzorcowania, po naciśnięciu przycisku program generuje w sposób automatyczny gotowe świadectwo wzorcowania zgodne z wymaganiami Polskiego Centrum Akredytacji.

Świadectwo wzorcowania czujnika Pt100 wygenerowane po zakończeniu procedury wzorcowania.
Świadectwo wzorcowania jest generowane w postaci pliku edytora tekstu Word (.docx) oraz jako plik zgodny ze standardem Adobe Acrobat (.pdf). Jeśli świadectwo nie wymaga jakiejkolwiek korekty ze strony osoby zatwierdzającej (np. Kierownika laboratorium), to plik .pdf może zostać natychmiast wydrukowany. Edytowalna wersja świadectwa wzorcowania w pliku .docx pozwala na wprowadzenie manualnych poprawek i uzupełnień np. zgodnych z życzeniami firmy zamawiającej usługę wzorcowania.

Zapisywanie danych związanych z procedurą wzorcowania

Wszystkie dane, wyniki pomiarów i wygenerowane świadectwa związane z przeprowadzonymi wzorcowaniami czujników temperatury Pt100 są zapisywane w automatycznie utworzonym folderze ..\Zapiski, w podfolderach, których nazwa tworzona jest automatycznie na podstawie roku wykonania usługi wzorcowania i kolejnego numeru zlecenia np. ..\Zapiski\2020-7.

Foldery z plikami zawierającymi dane procedury wzorcowania.

Foldery dla poszczególnych zleceń zawierają plik w standardzie .csv z danymi klienta potrzebnymi do wygenerowania świadectwa wzorcowania np. Klient-0.csv. W folderze tym przechowywany jest także plik w formacie arkusza kalkulacyjnego Excel .xlsx (np. 2020-34-0.xlsx) z zapisanymi zbiorczymi informacjami o procedurze wzorcowania w arkuszach „Wzorzec”, „Środowisko” i „Wyniki”.

Foldery i pliki w folderze dla konkretnego numeru zlecenia.

W folderach dla poszczególnych zleceń znajduje się także plik konfiguracyjny .ini np. 2020-34.ini, w którym jest zapisana informacja i tym ile czujników zostało poddanych procedurze wzorcowania w ramach danego zlecenia. Informacja ta pozwala na zachowanie prawidłowej numeracji w przypadku kontynuacji realizacji wcześniej utworzonego zlecenia.

Dla każdego czujnika, dla którego zostało wygenerowane świadectwo wzorcowania, program tworzy dodatkowy folder o nazwie zbudowanej na podstawie roku, numeru zlecenia, symbolu PT (Pracownia Temperatury)  i numeru kanału multipleksera, do którego badany czujnik był podpięty, np. 2020-34-PT-7. W folderze tym zapisane są pliki wygenerowanego świadectwa wzorcowania w formie edytowalnej, jako plik edytora tekstu Word .docx oraz w standardzie Adobe Acrobat .pdf. Nazwa tych plików jest spójna z nazwą folderu w którym pliki zostały zapisane, np. 2020-34-PT-7.pdf.

Pliki świadectwa wzorcowania i zapiski dla konkretnego czujnika temperatury.
W folderze tym zapisywany jest także plik w formacie arkusza kalkulacyjnego Excel .xlsx zawierający kompletną zapiskę dla danego czujnika temperatury, np. 2020-34-PT-7.xlsx. Dostęp do pliku zgodnie z wymogami jest chroniony hasłem. W pliku znajdują kompletne informacje o procedurze wzorcowania dla danego czujnika zapisane w arkuszach „Klient”, „Wzorzec”, „Środowisko”, „Wyniki”, „Budżet”. Na rysunku poniżej przedstawiono przykładową zawartość arkusza „Wzorzec” z pliku zapiski.
Zawartość arkusza "Wzorzec" w pliku zapiski.

Na etapie wdrożenia oprogramowania oferujemy:

  • dostosowanie programu do posiadanych przez Państwa urządzeń,
  • modyfikację sposobu obliczania budżetu niepewności,
  • modyfikację szablonu świadectwa wzorcowania.
Powrót
Kontakt