CN107727313A - 自动化压力变送器批量计量检定系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及自动化压力变送器批量计量检定系统及方法,包括设置在压力管路上的预压装置、介质容器、数字精密压力表、手动微调预压手泵、多个截止阀、多个被检压力变送器接头,还包括直流标准电源、多通道数表及控制系统;所述被检压力变送器接头用于连接被检压力变送器;所述每个被检压力变送器接头对应一组截止阀;所述直流标准电源为被检压力变送器供电;所述多通道数表用于测量被检压力变送器的输出信号;所述控制系统包括控制单元、信息录入单元、数据采集单元及数据处理单元。本发明解决了现有的压力变送器计量检定效率低、无法实现数字化、智能化与批量化、误差引入几率大等问题,并消除了现有检定方法人为主动干预的问题。
Description
技术领域
本发明属于计量检定领域,尤其涉及一种压力变送器批量计量检定系统及方法。
背景技术
现有的压力变送器计量检定方法是将压力变送器信息填写到纸质原始记录中,计算并填写压力变送器每一个检定点的理论输出值,及其的最大允许误差、最大允许回程误差等;填写数字精密压力计量装置(包括活塞式压力计、数字精密压力表或压力控制器等)相关信息到纸质原始记录中;压力变送器按照其铭牌信息中的供电电压,输出信号类型连接直流标准电源和数表,或者连接过程仪表校验仪。压力变送器与数字精密压力表进行有效连接,分别将数字精密压力表加载到每个检定点,对被检压力变送器的输出值进行记录,进行纸质记录每个点的所有数据,数据记录完成后计算被检压力变送器最大示值误差、最大回程误差,将以上计算信息与被检压力变送器的理论最大允许误差等信息进行比对,判定被检压力变送器的计量检定结果。再将原始记录进行签字存档,将原始记录的有效信息录入到检定证书(检定结果通知书)的电子模板中生成电子证书,然后授权进行打印。
现有技术存在问题:
首先、烦杂的原始记录书写,是影响其计量检定效率的一个最主要问题。由于书写较多,计算较多,人为因素引入误差或错误的几率也很大。
其次、检定员的个人习惯造成的,对于测量结果在误差极限点(最大允许误差)的“找”测量结果的情况也是影响最终计量结果的一个重要因素。
再次、计量过程的自动化是现在计量技术发展的一个目标。
最后、计量过程无法实现数字化、智能化和批量化也是阻碍压力量值传递的一个瓶颈。也是导致现有压力计量属于劳动密集型工作现状的一个重要因素。
发明内容
本发明提供了一种自动化压力变送器批量计量检定方法及系统,解决了现有的压力变送器计量检定效率低、无法实现数字化、智能化与批量化、误差引入几率大等问题,并消除了现有检定方法人为主动干预的问题。
本发明的技术方案是提供一种自动化压力变送器批量计量检定系统,其特殊之处在于:包括设置在压力管路上的预压装置1、介质容器2、数字精密压力表3、手动微调预压手泵4、多个截止阀5、多个被检压力变送器快速接头6,还包括直流标准电源8、多通道数表9及控制系统;上述被检压力变送器快速接头6用于连接被检压力变送器;上述每个被检压力变送器快速接头6对应一组截止阀5;上述直流标准电源8为被检压力变送器供电;上述多通道数表9用于测量被检压力变送器的输出信号;
上述控制系统包括控制单元、信息录入单元、数据采集单元及数据处理单元;
上述控制单元与预压装置连接,用于控制预压装置1调节系统压力;上述信息录入单元与数字精密压力表、被检压力变送器连接,录入数字精密压力表及被检压力变送器信息,并结合现行检定规程结合被检压力变送器信息生成检定点;上述数据采集单元与多通道数表9、直流标准电源8及数字精密压力表3 连接,分别采集被检压力变送器的输出信号、供电电压及数字精密压力表实时压力数据;所述数据处理单元用于分析处理数据采集单元采集的数据信息。
优选地,上述压力管路中还包括泄压保护阀。
优选地,上述预压装置为真空泵或压力泵。
本发明还提供一种基于上述的自动化压力变送器批量计量检定系统检定压力变送器计量的方法,包括以下步骤:
1)按量程分类被检压力变送器,将同一量程段的被检压力变送器进行外观检查后安装在自动化压力变送器批量计量检定系统上;根据被检压力变送器的接线方式连接直流标准电源8和多通道数表9;
2)信息录入单元录入不同安装位置的被检压力变送器的信息;
3)信息录入单元自动识别自动化压力变送器批量计量检定系统中的数字精密压力表3、直流标准电源8的供电电压、多通道数表9的输出信号类型,并判定数字精密压力表3、直流标准电源8的供电电压、多通道数表9的输出信号类型是否匹配此量程段的被检压力变送器;如果被检压力变送器与多通道数表9 的输出信号类型不匹配,则调节输出信号类型;如果被检压力变送器与直流标准电源8的供电电压不匹配,则调节直流标准电源8的输出电压;若数字精密压力表3与被检压力变送器匹配,则自动录入数字精密压力表信息;否则,更换数字精密压力表,重复步骤3);
4)结合现行检定规程及被检压力变送器的录入信息,信息录入单元自动生成每一个被检压力变送器的无数据原始记录,并生成被检压力变送器的检定点;对于非标准量程的被检压力变送器,手动划分输入检定点;
5)通过预压装置将自动化压力变送器批量计量检定系统压力管路内的压力调整到检定点附近;再通过手动微调预压手泵将系统内压力调整到检定点使得标准表的示值为检定点数值;
待压力稳定后,数据采集单元采集数字精密压力表的实时数据以及被检压力变送器经多通道数表对应通道输出的实时数据,得到此检定点进程和回程计量检定的数据;
6)被检压力变送器的所有检定点检完之后,保存数据采集单元中的所有数据,作为初始原始记录;
7)数据处理单元对初始原始记录进行数据处理,按照检定规程规定的数据模式进行修约,得到与检定规程相匹配的修正数据,作为最终原始记录数据;
8)数据处理单元对每个被检压力变送器的每一个检定点的修正数据的进程、回程数据进行分析,得到被检压力变送器的每个检定点的实际最大误差和回程误差,结合被检压力变送器的原始录入信息中的最大允许误差和最大允许回程误差,进行比对,判断检定结果,若合格,则完成检定,生成最终原始记录,待核验;若不合格且不可调修,注明不合格原因,则完成检定,生成最终原始记录,待核验;若不合格但可调修,调修后进入下一批检定程序;
9)对最终原始记录信息进行核验,完成核验,生成待审批检定证书,最终将最终原始记录和待审批检定证书进行电子档保存并导出,将最终原始记录打印并进行纸质存档,待审批检定证书上传计量机构的计量管理系统,工作完成。
上述步骤7)具体为:按照检定规程规定结合最初原始记录,将最初原始记录中数字精密压力表的数据对应至各相应的检定点,修约在该检定点对应的被检压力变送器的数据,被检压力变送器读数按照检定规程的数字修约原则进行数据处理,得到与检定规程相匹配的数据。
上述被检表信息包括检定日期、温度、湿度、送检单位、被检表名称、出厂编号、制造商、测量范围、准确度等级、分度值、检定介质、外观检查;
数字精密压力表信息包括数字精密压力表名称、型号、测量范围、制造商、准确度等级、证书编号、有效期。
优选地,步骤2)录入被检压力变送器信息时,同一批次的被检压力变送器的相同信息一次性统一录入。
优选地,步骤2)还包括判断被检压力变送器信息是否录入完整的步骤。
本发明的有益效果是:
1)、实现了压力变送器计量自动化、数字化、智能化、批量化检定,大大的提高了劳动效率,极大的缩短了精密压力表计量检定过程中费时环节的耗时,极大的发挥了计量检定人员在计量检定过程中的主观能动性。
2)、去主观判定的影响,对于在合格与不合格临界点的被检压力变送器,一般情况下,计量检定人员会去“找”,主观上就会去找合格或找不合格。而这个装置中就避免了这一情况的发生,直接点采集键,进行数据采集。避免了这个主观判定方面的影响。
3)、操作简单,对于计量检定过程中,调整手动微调预压手泵,所有检定点计量检定完之后数据自动处理生成原始记录。核验人完成核验后自动生成待审批证书。
4)、适应性强,对于被检压力变送器的规格型号,新老程度,可识别程度等没有限制,外观检查合,接头型号等都有极强的适应性。
5)、原始记录,内容丰富,避免了不合格后再调修的被检压力变送器原始记录的凌乱,因为同批检测同型号多个被检压力变送器的缘故,所以对不合格被检压力变送器调修前需要做一次完整的计量检定(对计量检定结果追溯的需求),这一遍完整的有记录的不合格数据,可以帮助计量检定人员直观判定此被检压力变送器是否可调,怎么调。一次调修到位的可能性极大的增加。另外对于调修后合格的被检压力变送器的不合格数据作为隐藏数据不予显示只是在原始记录里显示调修原因,这样就不会造成数据的紊乱,但是需要的时候不合格数据可以调出。更人性化,合理化,规范化。
6)、安全性强,对于生成的原始记录和证书除管理员权限外无法修改,所有的数据都是第一手数据,更好的体现了计量这个行业庄严神圣的一面。
附图说明
图1为压力变送器批量计量检定系统示意图;
图2为控制系统数据处理流程图;
图3为压力变送器批量计量检定方法流程图;
图4为原始记录查询示意图。
图中附图标记为:1-预压装置,2-介质容器,3-数字精密压力表,4-手动微调预压手泵,5-截止阀,6-快速接头,7-泄压保护阀,8-直流标准电源,9-多通道数表,10-控制系统,11-打印机。
具体实施方式
以下结合附图及实施例对本发明做进一步的描述。
从图1可以看出,本实施例系统包括依次连接在压力管路上的预压装置1、介质容器2、数字精密压力表3、手动微调预压手泵4、泄压保护阀7,还包括截止阀5、快速接头6、直流标准电源8、多通道数表9及控制系统10;被检压力变送器接头6用于连接被检压力变送器;每个被检压力变送器接头6对应一组截止阀5;
控制系统10包括控制单元、信息录入单元、数据采集单元及数据处理单元;
控制单元与预压装置1连接,控制预压装置1调节系统压力;信息录入单元与数字精密压力表3及被检压力变送器连接,录入数字精密压力表及被检压力变送器信息,并结合现行检定规程生成检定点;数据采集单元与多通道数表9、直流标准电源8及数字精密压力表3连接,分别采集被检压力变送器的输出信号、供电电压及数字精密压力表实时压力数据;数据处理单元用于分析处理数据采集单元采集的数据信息。
控制单元控制预压装置对每一个检定点的压力进行自动加压/泄压,使整个压力管路内压力到达检定点规定的压力值附近。解决了由于管路内承压腔体较大时,手动预压时间长或手动预压困难的问题(当预压腔体过大、预压时间短时,手动预压很费力;当预压腔体过小、预压时间长时,手动预压比较省力气)。对于存在负压计量检定的气体介质装置,预压装置为一台真空泵,正转时为加压,反转时为抽真空((-0.1~6)MPa气体台子)。
计量检定系统的检定介质可以是气体、水或油,当检定介质为气体时,介质容器2以氮气瓶为整个系统提供压力源;当检定介质为水时,介质容器以水介质容器为整个系统提供压力源;当检定介质为油时,介质容器以油介质容器为整个系统提供压力源。
数字精密压力表3,为该系统的核心部件,为本系统的计量标准。此表通过采集键与控制系统中的数据采集单元连接,用于测量整个压力系统的实时压力的标准数据,数据采集单元实时采集标准数字精密压力表3的数据。
根据每次被检压力变送器的型号、量程,检定介质的不同,本实施例选择 0.02级可以覆盖(-0.1~100)MPa的全量程段的多个数字精密压力表作为数字精密压力表,使得该系统满足:检定压力为(-0.1~100)MPa,用于检定介质为油、水和气体的0.1级及以上等级的精密压力表的计量检定。
根据被检压力变送器的实际使用情况,确定检定介质及数字精密压力表,当被检压力变送器为气体表时,此系统的配套设置为(-0.1~6)MPa气体容器,数字精密压力表覆盖(-0.1~6)MPa全量程;当被检压力变送器为水表时,此系统的配套设置为(0~100)MPa水压容器,数字精密压力表覆盖(0~100)MPa 全量程;当被检压力变送器为油表时,此系统的配套设置为(0~100)MPa油压台子,数字精密压力表覆盖(0~100)MPa全量程。
手动微调预压手泵4的作用是在预压装置预压后,更精确调节整个系统的压力数据使得标准表的示值精确指示到检定点数值。
截止阀,用于对整个系统功能的调整和保护,用于调整被检压力变送器的数量,装置出现某一位置密封不好的情况,将此位置与整个系统进行隔离,保正系统正常运行。
快速接头,是被检压力变送器的一个装夹装置,本实施例拟设置五个,用于装夹被检压力变送器,可根据需要和设备的性能进行增加。
泄压保护阀的作用主要是对整个系统、标准表和被检压力变送器的保护,如果由于误操作导致系统压力大于被检压力表最大量程104%时,此装置自动泄压,当压力小于当前设置压力的90%时自动停止泄压。
直流标准电源8用于对被检压力变送器进行供电。提供直流的额定电压源。数据采集单元采集直流标准电源的输出电压。
多通道数表9,主要用于测量每一个被检压力变送器的输出信号,通道数量与快速接头数量相匹配,拟采用五通道,可根据快速接头数量的增加而增加。每个通道都与数据采集单元连接,数据采集单元采集被检压力变送器的输出信号。
打印机,主要用于打印纸质留存的原始记录。
具体检定过程如图2及图3所示:
对被检压力变送器按照量程、供电电压分类并对同一量程段的被检压力变送器进行外观检查后,将被检压力变送器安装在压力变送器批量计量检定系统的快速接头上。装满或未装满被检位置(未装夹满的关闭未装夹被检压力变送器的截止阀)均可进行,并且根据被检压力变送器的接线方式连接直流标准电源和多通道数表。
检定员登陆检定控制系统,通过安全验证登陆——密码口令登陆,把本单位取得压力计量资格证书可开展此项工作的检定人员信息全部录入,一人一个密码,均可在检定员界面进行登录。
登录完成后,信息录入单元按照装夹位置逐一录入装载在此装置上的被检压力变送器信息。为了保证被检压力变送器信息的录入完整,不出现信息遗漏,控制系统以跳出对话框的形式进行录入,设置下拉菜单,保存之前录入过的信息已备后续信息录入过程中进行选择。同时同一批次进行计量检定的被检压力变送器的相同信息能够一次性统一输入。
被检压力变送器信息录入完成之后,信息录入单元自动判定直流标准电源8 输入电压与被检变送器额定输入电压是否一致,如果不一致提示调节直流标准电源8的输出电压;信息录入单元自动判定多通道数表9输出信号类型是否与被检变送器输出信号类型一致,如果不一致提示调节输出信号类型;信息录入单元自动识别数字精密压力表,录入数字精密压力表信息,数字精密压力表信息在每次数字精密压力表送检完成之后由数字精密压力表管理员界面登录进行更新。信息录入单元判定此批次被检压力变送器是否适合装夹的数字精密压力表(与本压力变送器批量计量检定系统连接,直接读取数字精密压力表信息),如果不匹配,提示更换数字精密压力表。
更换完成,再次进行匹配,匹配完成可自动生成对应每一个装夹位置被检压力变送器的无数据压力变送器原始记录,并生成被检压力变送器的检定点,对于非标的量程段的检定点可以进行手动划分检定点。
数据录入,数据录入的模式主要以检定证书的数据录入模式为主,为了更好的配合现有计量技术的发展,以校准证书的数据录入格式为辅助(备用数据录入格式),以备特殊要求使用。
通过预压装置及手动微调预压手泵准确将系统内压力调整,使得数字精密压力表示值为检定点数值,待压力稳定后,同时采集标准表的实时数据以及每个装夹位置的被检压力变送器的经多通道数表对应通道输出实时数据,依次采集每一检定点的标准表的实时数据以及每个装夹位置的被检压力变送器的输出实时数据。完成进程和回程计量检定的数据采集。完成与压力变送器检定规程对应的连续计量检定的循环次数。此计量检定数据作为初始原始记录作为留存 (对计量检定结果追溯的需求)。
如果被检压力变送器的实时误差(实时误差是指被检压力变送器指针示值与该点的真实压力值之差)大于被检压力变送器的理论最大允许误差,则直接录入被检压力变送器的读数数值,采集与之对应的数字精密压力表数据;在读取被检压力变送器的读数数据同时采集数字精密压力表的数据时,如果出现进程和回程的点不重合且偏差较大,则视为被检压力变送器回程误差超差,数据录入作为不合格的数据追溯使用。
为了更好的与压力变送器检定规程相吻合,数据处理单元对计量检定所得最初原始记录的原始数据进行数据处理。按照检定规程规定结合最初原始记录,将最初原始记录中数字精密压力表的数据对应至各相应的检定点,修约在该检定点对应的被检压力变送器的数据,按照数字修约原则进行修约,对于在最大允许误差临界点的点误差修约按照大于最大允许误差的误差需进一位,保证此点的结果显示为不合格,对于小于最大允许误差的误差按照数字修约原则需进一位,且进一位为超差时不进位,保证此点的结果显示为合格。
任一点的理论压力输出值Ai为
式中:Pi为当前的压力值;PMAX为压力变送器量程的压力上限值;Pmin为压力变送器量程的压力下限值;AMAX为压力变送器输出信号的上限值;Amin为压力变送器输出信号的下限值。
回程压力值修约也是按照此公式进行修约运算的。
数据处理单元自动对被检压力变送器的录入信息进行计算,算出该被检压力变送器最大允许误差和最大回程误差,通过对被检压力变送器的每个检定点的最大误差和回程误差的计算分析,在与最大允许误差和最大回程误差进行比较判定该被检压力变送器的最终检定结论。结论分为合格与不合格两种。
判定结果为合格的被检压力变送器直接点击完成键,完成检定员的自动签名,对于该被检压力变送器的检定员的工作结束。
判定结果为不合格的被检压力变送器,需要对检定数据及检定过程的情况进行综合判定,确定不合格原因,判断是否可以调修,不可调修,注明不合格原因,点击完成键,完成检定员的自动签名,对于该被检压力变送器的检定员的工作结束;如果可调修,注明调修前不合格原因,进入下一轮计量检定程序。
得出检定结论
核验员界面登陆核验员账户,通过安全验证登陆——密码口令登陆,录入人员与检定员相同,一人一个密码。登陆后待核验的原始记录会列队显示(作为检定员的原始记录不在相同人员作为核验员的界面显示),对属于核验范围的待核验原始记录进行核验后点击完成键,原始记录核验员自动签名完成全部原始记录内容,自动生成证书(检定员核验员电子签名待审批),保存在指定分区文件夹下的待上传证书文件夹下,原始记录保存的同时打印机打印最终版原始记录一份进行纸质存档。
本压力变送器批量计量检定系统设置两种原始记录的格式,一种是最原始的数据记录,以此装置的测量方法为基础进行的最初原始记录;另外一种是以此记录为基础对采集的数据进行十分之一分度值读数修约,然后再进行转化,转化成与现有规程相匹配的数据记录。为了与现有检定规程相匹配,现在以后一种数据记录模式为最终原始记录中的数据模式。
系统的数据记录方面,此压力变送器批量计量检定系统的模式为保留、显示、留存最终确定的与现行检定规程相吻合的数据记录模式,同时将最初始的数据记录以隐藏文档的形式进行电子版留存。以保证被检压力变送器追溯的需求,可以通过输入被检压力变送器的录入信息来查询最初原始记录及最终原始记录,如图4所示。
Claims (8)
1.一种自动化压力变送器批量计量检定系统,其特征在于:包括设置在压力管路上的预压装置(1)、介质容器(2)、数字精密压力表(3)、手动微调预压手泵(4)、多个截止阀(5)、多个被检压力变送器接头(6),还包括直流标准电源(8)、多通道数表(9)及控制系统(10);所述被检压力变送器接头(6)用于连接被检压力变送器;所述每个被检压力变送器接头(6)对应一组截止阀(5);所述直流标准电源(8)为被检压力变送器供电;所述多通道数表(9)用于测量被检压力变送器的输出信号;
所述控制系统包括控制单元、信息录入单元、数据采集单元及数据处理单元;
所述控制单元与预压装置连接,用于控制预压装置(1)调节系统压力;所述信息录入单元与数字精密压力表、被检压力变送器连接,录入数字精密压力表及被检压力变送器信息,并结合现行检定规程结合被检压力变送器信息生成检定点;所述数据采集单元与多通道数表(9)、直流标准电源(8)及数字精密压力表(3)连接,分别采集被检压力变送器的输出信号、供电电压及数字精密压力表实时压力数据;所述数据处理单元用于分析处理数据采集单元采集的数据信息。
2.根据权利要求1所述的自动化压力变送器批量计量检定系统,其特征在于:所述压力管路中还包括泄压保护阀。
3.根据权利要求2所述的自动化压力变送器批量计量检定系统,其特征在于:所述预压装置为真空泵或压力泵。
4.一种基于权利要求1-3任一所述的自动化压力变送器批量计量检定系统检定压力变送器计量的方法,其特征在于:包括以下步骤:
1)按量程分类被检压力变送器,将同一量程段的被检压力变送器进行外观检查后安装在自动化压力变送器批量计量检定系统上;根据被检压力变送器的接线方式连接直流标准电源(8)和多通道数表(9);
2)信息录入单元录入不同安装位置的被检压力变送器的信息;
3)信息录入单元自动识别自动化压力变送器批量计量检定系统中的数字精密压力表(3)、直流标准电源(8)的供电电压、多通道数表(9)的输出信号类型,并判定数字精密压力表(3)、直流标准电源(8)的供电电压、多通道数表(9)的输出信号类型是否匹配此量程段的被检压力变送器,如果被检压力变送器与直流标准电源(8)的供电电压不匹配,则调节直流标准电源(8)的输出电压;若数字精密压力表(3)与被检压力变送器匹配,则自动录入数字精密压力表信息;否则,更换数字精密压力表,重复步骤3);
4)结合现行检定规程及被检压力变送器的录入信息,信息录入单元自动生成每一个被检压力变送器的无数据原始记录,并生成被检压力变送器的检定点;对于非标准量程的被检压力变送器,手动划分输入检定点;
5)通过预压装置将自动化压力变送器批量计量检定系统压力管路内的压力调整到检定点附近;再通过手动微调预压手泵将系统内压力调整到检定点使得标准表的示值为检定点数值;
待压力稳定后,数据采集单元采集数字精密压力表的实时数据以及被检压力变送器经多通道数表对应通道输出的实时数据,得到此检定点进程和回程计量检定的数据;
6)被检压力变送器的所有检定点检完之后,保存数据采集单元中的所有数据,作为初始原始记录;
7)数据处理单元对初始原始记录进行数据处理,按照检定规程规定的数据模式进行修约,得到与检定规程相匹配的修正数据,作为最终原始记录数据;
8)数据处理单元对每个被检压力变送器的每一个检定点的修正数据的进程、回程数据进行分析,得到被检压力变送器的每个检定点的实际最大误差和回程误差,结合被检压力变送器的原始录入信息中的最大允许误差和最大允许回程误差,进行比对,判断检定结果,若合格,则完成检定,生成最终原始记录,待核验;若不合格且不可调修,注明不合格原因,则完成检定,生成最终原始记录,待核验;若不合格但可调修,调修后进入下一批检定程序;
9)对最终原始记录信息进行核验,完成核验,生成待审批检定证书,最终将最终原始记录和待审批检定证书进行电子档保存并导出,将最终原始记录打印并进行纸质存档,待审批检定证书上传计量机构的计量管理系统,工作完成。
5.根据权利要求4所述的自动化压力变送器批量计量检定方法,其特征在于:所述步骤7)具体为:按照检定规程规定结合最初原始记录,将最初原始记录中数字精密压力表的数据对应至各相应的检定点,修约在该检定点对应的被检压力变送器的数据,被检压力变送器读数按照检定规程的数字修约原则进行数据处理,得到与检定规程相匹配的数据。
6.根据权利要求4或5所述的自动化压力变送器批量计量检定方法,其特征在于:所述被检表信息包括检定日期、温度、湿度、送检单位、被检表名称、出厂编号、制造商、测量范围、准确度等级、分度值、检定介质、外观检查;
数字精密压力表信息包括数字精密压力表名称、型号、测量范围、制造商、准确度等级、证书编号、有效期。
7.根据权利要求6所述的压力变送器批量计量检定方法,其特征在于:步骤2)录入被检压力变送器信息时,同一批次的被检压力变送器的相同信息一次性统一录入。
8.根据权利要求7所述的压力变送器批量计量检定方法,其特征在于:步骤2)还包括判断被检压力变送器信息是否录入完整的步骤。
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