2023热工模拟信号远传显示系统校准导则.docx

： 热工模拟信号远传显示系统校准导则 目 次1 范围12 规范性引用文件13 术语和定义14 概述15 计量特性25.1 基本误差25.2 重复性25.3 稳定性25.4 多路输出一致性36 校准条件36.1 外观36.2 环境条件36.3 供电条件36.4 绝缘电阻36.5 绝缘强度36.6 校准设备47 校准项目及校准方法57.1 校准项目57.2 校准前的准备工作57.3 基本误差的校准67.4 重复性77.5 稳定性77.6 多路输出一致性78 校准结果的表达79 复校时间间隔8附 录 A （规范性附录） 校准原始记录格式9附 录 B （规范性附录） 校准证书（报告）内页格式11附 录 C （规范性附录） 测量结果不确定度评定方法12编制说明1614热工模拟信号远传显示系统校准导则1 范围本标准规定了热工模拟信号远传显示系统校准的条件，校准设备、校准项目和方法，以及校准结果处理。本标准适用于发电厂及变电站热工模拟信号远传显示系统的校准。2 规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。JJG 74 工业过程测量纪录仪JJG 617 数字温度指示调节仪JJF 1059 测量不确定度的评定与表示JJF 1171 温度巡回检测仪校准规范3 术语和定义热工模拟信号远传显示系统 Remote transmission display system of thermal analogy signals热工模拟信号远传显示系统是一种将压力、温度、流量、液位等热工仪表测量参数的远传电信号，通过数据运算处理接口转换成对应数值在系统中显示，它可与各种类型的传感器相连，构成测量温度、压力、流量、液位等物理量的测量和监视系统。4 概述热工模拟信号远传显示系统，主要由信号处理电路、A/D转换电路，和显示单元组成。其典型结构如图1所示。图1 热工模拟信号远传显示系统典型结构图5 计量特性5.1 基本误差仪表的显示基本误差按准确度等级划分，应不超过表1的规定。表1 仪表准确度等级与最大允许误差准确度等级最大允许误差/%FS0.1级±0.10.2级±0.20.5级±0.51.0级±1.0注：FS为仪表的量程。5.2 重复性仪表的重复性应不超过最大允许误差绝对值的1/3。5.3 稳定性仪表经24h连续运行后基本误差仍符合5.1的要求。5.4 多路输出一致性具有多路输出的装置，各路输出的基本误差符合5.1规定的同时，显示同一类物理量的各路之间的基本误差最大变化值应不超过最大允许误差的30%。6 校准条件6.1 外观a) 仪表门玻璃不应有影响读数的缺陷。b) 仪表内部应整洁，零部件应完整，安装应正确牢固。c) 仪表的铭牌上应有制造计量器具许可标志及编号，应注明仪表的准确度等级、计量单位符号。d) 仪表应注明制造厂名称或商标、型号、出厂编号、制造年月。e) 数字显示不应有缺笔画现象。6.2 环境条件环境温度：20±2（0.1级0.2级仪表）；20±5（0.5级1.0级仪表）.相对湿度：45%75%。6.3 供电条件a) 电源电压变化不超过额定电压的±1%。b) 电源频率变化不超过额定频率的±1%。c) 谐波失真不超过±5%。6.4 绝缘电阻在环境温度为1535，相对湿度45%75%的条件下，仪表的电源、输入、输出、接地端子（或外壳）相互之间的绝缘电阻应不低于20M。6.5 绝缘强度在环境温度为1535，相对湿度45%75%的条件下，仪表输入、输出、电源和接地（外壳）端子相互之间施加表2所规定的频率50Hz的试验电压，历时1min应无击穿和飞弧现象。表2 试验电压仪表端子标称电压/V试验电压/V0U6050060U1301000130U25015006.6 校准设备校准时所需的标准仪器及配套设备按被校仪表的类型可从表3中参考选择。选用的原则为：校准时，由标准仪器及配套设备引入的扩展不确定度应不大于被校仪表最大允许误差绝对值的1/3。表3 标准仪器及配套设备序号仪器设备名称技术要求用途备注1直流低电势电位差计或标准直流电压源0.05级，0.02级校准热电偶输入或电压输入的仪表2直流电阻箱0.01级，0.02级校准热电阻输入或电阻输入的仪表3标准直流电流源不低于0.05级校准直流电流输入的仪表4标准电阻不低于0.01级1，10，100与数字电压表配合校准直流电流输入的仪表5直流电流发生器（030）mA连续可调稳定度和调节细度以不影响标准器读数为限直流电流输入仪表的信号源6专用连接导线其阻值应符合制造厂说明书的要求，偏差不大于0.05，线间之差应不超过仪表指示允许误差的1/10直流电阻箱与仪表之间的连接导线应按测量范围内dR/dt最小的换算成电阻值7绝缘电阻表直流电压500V，10级检测仪表绝缘电阻8耐电压试验仪输出电压：交流0V1500V输出功率：不低于0.25kW检测仪表绝缘强度9交流稳压源220V，50Hz，稳定度1%，功率不低于1kW仪表的交流供电电源7 校准项目及校准方法7.1 校准项目表4 校准项目序号检验项目校准方法条款1基本误差7.32重复性7.43稳定性7.57多路输出一致性7.67.2 校准前的准备工作7.2.1 按规定接线a) 直流电压输入的仪表，校准时按图2接线图2 输入信号为直流电压时仪表的校准接线示意b) 直流电阻输入的仪表，校准时按图3接线图3 输入信号为直流电阻时仪表的校准接线示意c) 直流电流输入的仪表，校准时按图4接线。图4 输入信号为直流电流时仪表的校准接线示意7.2.2 通电预热预热时间按制造厂说明书中的规定进行，一般为30min。 7.2.3 外观检查用目力观测和通电检查，应符合6.1的要求。7.2.4 绝缘电阻在切断电源的情况下将电源开关置接通位置，将输入、输出、电源端子分别短接，按6.4的规定用绝缘电阻表进行测量，测量时应稳定5s后读数。7.2.5 绝缘强度在切断电源的情况下将电源开关置接通位置，将输入、输出、电源端子分别短接，按6.5的规定用耐电压测试仪进行测量。测量时试验电压应从零开始增加，在5s10s内平滑均匀地升压到规定值，维持1min。然后，平滑均匀地降低电压至零，切断试验电压。7.2.6 校准点的选择如委托方无特殊要求，校准点一般应包括上、下限值在内不少于5个点。且应均匀分布在整个测量范围上。7.2.7 下限值和量程调整下限值和量程可调的仪表，在校准前应作调整。但校准过程中不允许再作调整。7.3 基本误差的校准7.3.1 基本误差的校准方法从下限开始增大输入信号（上行程时），分别给仪表输入各被校点所对应的标称信号值，读取仪表相应的显示值，直至上限；然后减小输入信号（下行程时），分别给仪表输入各被校点所对应的标称信号值，读取仪表相应的显示值，直至下限。下限值只进行下行程的校准，上限值只进行上行程的校准。用同样的方法重复测量一次，取二次测量值中误差最大的作为该仪表的最大基本误差。试验结果应满足5.1的要求。7.3.2 误差计算过程中数据处理原则误差计算过程中，小数点后保留的位数应以舍入误差小于仪表最大允许误差的1/101/20为限（相当于比最大允许误差多取一位小数）。在校准结果的处理中，应将误差的末尾修约到与仪表的显示分辨力保持一致。7.4 重复性按7.3的方法进行上、下行程三个循环的测量。以同一行程的最大差值计算仪表的重复性。试验结果应满足5.2的要求。7.5 稳定性将仪表各输入端施加50%以上的信号，通电24h。运行后，在测量范围的上、下限及50%FS进行基本误差的复检。试验结果应满足5.3的要求。7.6 多路输出一致性对于多路输入的热工模拟信号远传显示系统，将显示同一类物理量的各路同时接入标准测试信号，确定各路输出的基本误差，其最大值与最小值的差值应满足5.4的要求。8 校准结果的表达校准结果应在校准证书（报告）上反映，校准证书（报告）应至少包括以下信息：a) 标题，如“校准证书”；b) 实验室名称和地址；c) 进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；d) 证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；e) 客户的名称和地址；f) 被校对象的描述和明确标识；g) 进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期h) 如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明i) 对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；j) 本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；k) 校准环境的描述；l) 校准结果及其测量不确定度的说明；m) 对校准规范的偏离的说明；n) 校准证书（报告）签发人的签名、职务或等效标识；o) 校准结果仅对被校对象有效的声明；p) 未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。校准原始记录格式见附录A，校准证书（报告）内页格式见附录B，测量不确定度的评定与表示见附录C。9 复校时间间隔热工模拟信号远传显示系统复校时间间隔可根据实际使用情况由送校单位自主决定。附 录 A（规范性附录）校准原始记录格式委托单位：记录编号：信号测量类型:测量范围：安装位置：出厂编号:模块位数：模块通道数：制造单位：外观检查：绝缘电阻：绝缘强度：校准地点：环境温度： 湿度： %RH校准依据：热工模拟信号远传显示系统校准记录格式校准用主要计量标准器具名称型号规格准确度仪器编号证书号有效期测量数据及结果通道编号标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）实际输出平均值（ ）基本误差（ ）正行程反行程备注：最大允许误差：稳定性通道编号标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）实际输出平均值（ ）基本误差（ ）稳定性误差（ ）正行程反行程重复性通道编号标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）实际输出平均值（ ）基本误差（ ）重复性误差（ ）正行程反行程多路输出数据通道编号标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）最大差值（ ）校准人员： 核验人员： 校准日期： 年 月 日附 录 B（规范性附录）校准证书（报告）内页格式 证书编号 热工信号远传系统校准结果 通道/模块（ ）通道/模块（ ）标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）基本误差（ ）标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）基本误差（ ）绝缘电阻：绝缘强度：绝缘电阻：绝缘强度：重复性误差：重复性误差：稳定性误差：稳定性误差：通道/模块（ ）通道/模块（ ）标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）基本误差（ ）标准输入值（ ）理论输出值（ ）实际输出值（ ）基本误差（ ）绝缘电阻：绝缘强度：绝缘电阻：绝缘强度：重复性误差：重复性误差：稳定性误差：稳定性误差：多路输出最大差值：附 录 C（规范性附录）测量结果不确定度评定方法C.1 概述C.1.1 测量对象热工模拟信号远传显示系统输入电路，可对温度、压力、差压、流量等参数进行显示。本例选择准确度等级0.01级，输入信号为直流电流信号(420)mA，示值显示(0100)%进行测量不确定度评定。C.1.2 测量标准：准确度等级为0.01级标准多功能信号源C.1.3 测量方法：在测量范围内选择5个测量点，包括下限值和上限值在内基本等分。以上下行程作两个循环的测量，取二次测量中误差最大的作为该仪表的示值误差。C.1.4 环境条件：温度：（055），相对湿度85 %。 C.2 数学模型 =T-Ti式中： 被检仪表的示值误差；T 被检仪表的示值；Ti标准器输入对应的理论示值；C.3 标准不确定度评定标准不确定度主要来源为被检仪表的不确定度、标准设备的不确定度C.3.1 输入量T的标准不确定度 输入量T标准不确定度主要来源为仪表示值的测量重复性、分辨力C.3.1.1 测量重复性引入的标准不确定度测量重复性引入的标准不确定度，采用A类方法评定（=10）。可以通过连续测量得到的测量值，取单次实验标准偏差中最大50.0%的值（见表1）。选取分辨力为0.1来评定。选输入信号为(420)mA，显示示值测量范围(0100)%； 表1 50%点得到的测量值（%）第n次显示值150.0249.9349.8449.8549.9650.2750.1850.2950.11050.3平均值50.03被检仪表单次测量的标准差按贝塞尔公式计算得到：单次测量实验标准偏差：s =0.18%实际测量情况为在重复性条件下测量2次，以2次测量算术平均值作为测量结果，则平均值的标准差：= % =0.13%C.3.1.2 仪表分辨力引入的标准不确定度可以采用B类评定方法。有仪表分辨力导致的示值误差区间半宽为显示分辨力的1/2分布为均匀分布，包含因子k=。则分辨力为=0.1%时，=1/2/=0.029%； 分辨力引起的不确定度小于重复性引入的不确定度，因此使用重复性引入的不确定度作为输入量T的标准不确定度：=0.13%C.3.2 输入量Ti的标准不确定度的评定输入量Ti的不确定度来源于测量标准器的输出误差。当标准器用于输出范围电流档(020)mA，最大允许示值误差为±(0.01%读数+2个字)即：±(0.01%读数+0.002mA)模块的最大输出电流值为20mA。半宽a20mA×0.01%+0.0020.004mA在区间内服从均匀分布，k；所以u(Ti)0.0023mA均匀分布不确定度类型：B类 (0100)% 对应 (4-20)mA，即1mA= =6.25%=0.0023 mA对应电流即为=0.0023 6.25%=0.01% C.4合成标准不确定度评定C.4.1灵敏系数对数学模型： =T-TiT的灵敏系数=1 Ti的灵敏系数= -1C.4.2各不确定度分量汇总表输入量的标准不确定度汇总于下表2： 表2 各不确定度分量汇总（%）标准不确定度分量不确定度来源标准不确定度测量重复性0.1310.13标准器0.01-10.01C.4.3合成标准不确定度的计算输入量T、 Ti彼此独立的，所以合成不确定度计算式为 合成不确定度值=0.13%C.5扩展不确定度的评定与表示扩展不确定度按k=2，可得U：U=k=2×0.13%=0.26%