一、课题来源与背景

　　过程校验仪广泛应用于制造业计量检测和工艺过程控制，其用途广泛、使用量大。但与进口产品相比，国产的校验仪存在精度不高、稳定性差、可靠性低等问题，因此这类仪表基本依赖进口，形成了国外产品垄断的局面。进口仪表不仅成本畸高，而且存在温度校验时热电偶常用信号与国内不同等问题。在这种背景下，本项目经福建顺昌虹润精密仪器有限公司与上海理工大学联合选题，经福建省科技厅立项，列为福建省科技计划项目予以研发。

　　二、技术原理及性能指标

　　（一）技术原理

　　过程校验仪设计原理：

　　采用高速、低功耗、高性能的MSP430系列单片机作为中央控制单元，外加铁电和Flash作为存储器，还有电源管理电路，精确控制整机功率消耗。

　　系统主要组成部分：

　　1、中央控制器

　　中央控制单元作为过程校验仪的核心，主要完成仪表的控制，运算，显示，通讯等功能；本产品采用TI超低功耗的MSP430F449系列高性能微处理芯片为作为中央控单元，该器件是具有RISC精简指令集的16 Bit 强大CPU，16 Bit寄存器和双16Bit指针结构（数据指针和地址指针），并且结合五个低功耗模式，优化电源管理，延长电池寿命，更加适合便携式测量应用。

　　2、存储器设备

　　这里的存储器设备有EEPROM，铁电存储器FRAM和内部Flash、RAM构成。EEPROM主要用来各种信号的分度号表，这些数据在使用时就从EEPROM读入内部RAM，用于完成温度的计算；FRAM的特性是功耗低，读写速度快，该存储器用来记录掉电时的仪表状态参数，报输出信号的类型，输出数据大小等；内部Flash用来存储校准器的校准参数和仪表的设置参数；内部RAM的特点是保持数据需要供电，但读写速度非常快，而且几乎没有擦写时间的限制，所以用来作为计算的临时寄存器。

　　3、模拟输入、采样保持及AD部分电路

　　在模拟测量端为达到0.02%的测量精度，输入端采用低温漂的精密电阻，再加上低失调、低漂移的仪用放大器构成其模拟量采样保持电路，24Bit高分辨率、高速AD芯片进行模数转换；输入端只有两个端子，而输入端一般有mV、V、mA、Hz和电阻等多种信号，为满足信号的万能输入，模拟开关是必不可少的，在这里可以采用触点镀银的低电压驱动继电器，继电器在导通电阻的大小，导通电阻的热稳定性对于普通的电子模拟开关具有无可比拟的优势，减少因为导通电阻而影响测量的准确性和稳定性。

　　4、模拟输出及DA部分电路

　　过程校验仪可作为其他仪表的信号源，可以输出mV、V,Hz,mA和电阻等多种信号,为进行信号类型的切换，模拟开关是必不可少的，在这里可以采用触点镀银的低电压驱动继电器，继电器在导通电阻的大小，导通电阻的热稳定性对于普通的电子模拟开关具有无可比拟的优势，减少因为导通电阻而影响输出信号的准确性和稳定性。同时采用16Bit的DA转换芯片亦可以满足0.01%的准确度（理论计算的分辨率为0.0015%），在输出端可以用运放和其他电子元件构成恒压或恒流电路，这样可以增加信号的带负载能力。

　　（二）性能指标

　　测量精度和输出精度0.02%±2字；硬件平台MSP430F449；有智能插孔提示；液晶显示分辨率320×240。

　　技术的创造性与先进性

　　（一）本过程校验仪的创造性

　　1、信号输出和测量可同步进行：在常规检测中，经常需要多种测量设备组合才能完成对电气设备的检测，如信号源、电阻箱和万用表等。现在，只要用一台过程校验仪，既能对热电偶、热电阻以及电流、电压等仪表执行常规检查和维护，又能对变送器、温度调节器和信号隔离器进行维护和诊断，它为提高工作效率提供了极好的手段。

　　2、高精度、多功能的源和测量：对于源单元和测量单元的直流电压、直流电流具有高精度和高稳定性。可对直流电压、直流电流、电阻、热电阻、热电偶和频率等进行测量。

　　3、手持立式：手持式设计使本产品具有应用方式灵活、操作简便的特点，它可以通过按键操作直接进入指定功能区。

　　4、查表功能：实现热偶的毫伏值与温度值、热电阻的电阻值与温度值的快捷互查。

　　5、智能插孔：在进行测量和输出信号时，相对应的表笔插孔导光柱会发出闪光，提示用户将测试表笔插入该插孔，智能化的提示给操作带来方便。

　　（二）先进性

　　产品的测量精度和输出精度达0.02%。

　　四、技术的成熟度，适用范围和安全性

　　产品经福建省计量科学研究院测试测量精度为0.02%，软件运行正常, 达到设计技术指标，技术成熟。本项目产品广泛应用于化工、炼油、冶金、制药、造纸、建材、印染、石化、科教等行业的工业自动化系统，性能安全可靠。

　　五、应用情况和存在问题

　　本过程校验仪经多家公司配套试用，各项技术指标运行良好。但由于本产品具有很好的市场前景，国内也有一些企业开始研制，增加了产品投放市场后的不确定性因素，加大了产品的市场销售风险。

　　六、历年获奖情况

　　2015年获福建省南平市专利一等奖。