關(guān)于自動(dòng)化儀表型式檢驗(yàn)測(cè)試探討

廣東雅達(dá)電子股份有限公司　黃喜亮

關(guān)于自動(dòng)化儀表型式檢驗(yàn)測(cè)試探討

廣東雅達(dá)電子股份有限公司黃喜亮

隨著我國(guó)工業(yè)的不斷發(fā)展，其相關(guān)工業(yè)生產(chǎn)儀器的發(fā)展也取得了突破性的成果。自動(dòng)化儀表是工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中一種常用的、重要的儀器，其檢測(cè)效果對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的質(zhì)量起著非常關(guān)鍵的影響。型式檢驗(yàn)測(cè)試能夠很好地保證自動(dòng)儀表的安全性、可靠性和統(tǒng)一性，提高儀表質(zhì)量的安全穩(wěn)定性，并推動(dòng)儀表行業(yè)取得進(jìn)一步的發(fā)展和突破。本文將對(duì)多種自動(dòng)化儀表的型式檢驗(yàn)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)、測(cè)試設(shè)備、操作方法、遇到的難點(diǎn)和解決措施進(jìn)行簡(jiǎn)要描述，以期對(duì)其他類似儀表的型式檢驗(yàn)測(cè)試有一定的參考和指導(dǎo)作用。

自動(dòng)化儀表；型式檢驗(yàn)；測(cè)試

1.引言

自動(dòng)化儀表系統(tǒng)憑借著智能化、集成化和網(wǎng)絡(luò)化在國(guó)家工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)著國(guó)家產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、國(guó)家科技、社會(huì)經(jīng)濟(jì)等飛速發(fā)展。自動(dòng)化儀表系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)對(duì)企業(yè)的管理、檢測(cè)、控制、調(diào)度、優(yōu)化、決策等功能。隨著自動(dòng)化儀表應(yīng)用領(lǐng)域和應(yīng)用范圍的不斷擴(kuò)大，其系統(tǒng)安全性和可靠性問(wèn)題也變得更加重要了。而在儀表出廠前進(jìn)行型式檢驗(yàn)檢測(cè)將在很大程度上提高自動(dòng)化儀表系統(tǒng)的安全性、穩(wěn)定性和可靠性。

型式檢驗(yàn)為了認(rèn)證目的，利用檢驗(yàn)手段對(duì)一個(gè)或者多個(gè)具有生產(chǎn)代表性的產(chǎn)品樣品進(jìn)行合格的評(píng)價(jià)［1］。其主要用于評(píng)定企業(yè)所有產(chǎn)品的質(zhì)量是否全面達(dá)到設(shè)計(jì)要求和設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)，以及對(duì)產(chǎn)品的綜合定型做出鑒定。型式檢驗(yàn)主要包括精度檢測(cè)、 溫度漂移檢測(cè)、靜電放電檢測(cè)和絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度檢測(cè)等項(xiàng)目［2］。本文以數(shù)字顯示儀、無(wú)紙記錄儀、流量計(jì)算控制儀、溫濕度變送顯示儀、多路巡檢控制儀等自動(dòng)化儀表為例，對(duì)照其相應(yīng)的檢驗(yàn)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，制定出型式檢驗(yàn)測(cè)試的具體操作方法和步驟，并對(duì)測(cè)試過(guò)程中遇到的問(wèn)題和解決辦法進(jìn)行初步的探索和總結(jié)。

2.精度檢測(cè)

精度檢測(cè)即準(zhǔn)確度檢測(cè)，檢驗(yàn)測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是《GB/T13639-2008工業(yè)過(guò)程測(cè)量和控制系統(tǒng)用模擬輸入數(shù)字式指示儀》，測(cè)試方法選取比較代表性的三種：基本誤差測(cè)試、重復(fù)性誤差測(cè)試、死區(qū)誤差測(cè)試。具體測(cè)試操作方法如下：

（1）基本誤差測(cè)試：連接被測(cè)儀表的輸入端口和信號(hào)源，觀測(cè)儀表顯示值與被測(cè)量的真實(shí)值，記錄偏差并根據(jù)公式計(jì)算出相對(duì)誤差。

相對(duì)誤差=（儀表顯示值-真實(shí)值）/測(cè)試信號(hào)的全范圍量程值

其中不同的被測(cè)儀表輸入信號(hào)需要采用不同的信號(hào)源，如熱電阻、直流電壓、直流電流等輸入信號(hào)的信號(hào)源采用交直流指示儀表檢定裝置；熱電阻信號(hào)的信號(hào)源采用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱。通常每種信號(hào)的每個(gè)通道測(cè)試5個(gè)均勻分布在整個(gè)量程范圍內(nèi)，并單獨(dú)計(jì)算出每個(gè)點(diǎn)的相對(duì)誤差。儀表合格的標(biāo)準(zhǔn)是被測(cè)儀表的最大相對(duì)誤差小于精確度要求。

（2）重復(fù)性誤差測(cè)試：該方法是在基本誤差測(cè)試的基礎(chǔ)上，對(duì)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)重復(fù)測(cè)試三次，并記錄重復(fù)性誤差值，即重復(fù)測(cè)試值與第一次測(cè)試的偏差值。儀表合格的標(biāo)準(zhǔn)是重復(fù)性誤差值小于分辨力值。

（3）死區(qū)誤差測(cè)試：該方法是在基本誤差測(cè)試的基礎(chǔ)上，以最小信號(hào)量為基準(zhǔn)，遞增或者遞減地改變信號(hào)源的輸入值，觀察被測(cè)儀表的顯示值是否隨著信號(hào)源輸入值的變化也呈現(xiàn)出遞增遞減趨勢(shì)。如果沒有出現(xiàn)這種狀況，則判斷存在死區(qū)誤差，而儀表顯示值不確定的那部分?jǐn)?shù)值誤差就是死區(qū)誤差值。若死區(qū)誤差值超過(guò)了測(cè)量要求，需要采取相應(yīng)的判斷措施：首先檢查接線是否牢固可靠，然后檢查信號(hào)源是否準(zhǔn)確，最后確認(rèn)操作是否有誤。若確認(rèn)檢測(cè)操作過(guò)程準(zhǔn)確無(wú)誤，可以進(jìn)一步考慮儀表本身存在的問(wèn)題，如芯片的反應(yīng)速度、采樣電阻精度的選擇是否合適、軟件編寫存在失誤等問(wèn)題。

3.溫度漂移檢測(cè)

溫度漂移檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)是《JB/T 9233.6-1999 工業(yè)自動(dòng)化儀表 通用試驗(yàn)方法 環(huán)境溫度影響》。測(cè)試方法是：將被測(cè)儀表置于溫控箱中，連接被測(cè)儀表的接線端口與輸入信號(hào)線，將被測(cè)儀表的接線端延長(zhǎng)出溫控箱，并連接信號(hào)源，此時(shí)保持信號(hào)源在溫控箱的外部。溫度漂移測(cè)試選擇的信號(hào)分度號(hào)是熱電偶信號(hào)K和熱電阻信號(hào)Pt100，這兩種信號(hào)相對(duì)精度要求較高。同樣在整個(gè)量程范圍內(nèi)選擇5個(gè)均勻分布的測(cè)試點(diǎn)，然后分別記錄下常溫狀態(tài)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)的儀表測(cè)試顯示值，60℃下的儀表顯示值，-20℃下的儀表顯示值。

如果出現(xiàn)不合格的現(xiàn)象，需要確認(rèn)被測(cè)儀表的接線端與輸入信號(hào)線的連接是否可靠，此外，需要注意的是被測(cè)儀表的接線端口要用測(cè)試端口的螺絲旋緊，不能簡(jiǎn)單地直接用常規(guī)的接線夾子固定。

4.靜電放電檢測(cè)

靜電放電測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)是《GB/T 17626.2-2006 電磁兼容 試驗(yàn)和測(cè)量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)》，測(cè)試方法是：將靜電放電發(fā)生器接地線與金屬板連接，通上電后設(shè)置輸出的測(cè)試電壓值參數(shù)，測(cè)試電壓以1000V 為起點(diǎn)，逐漸遞增，每次遞增1000V，可以根據(jù)不同產(chǎn)品類型的需要選擇相應(yīng)的測(cè)試次數(shù)和測(cè)試間隔，如接觸放電測(cè)試用尖金屬頭接觸被測(cè)儀表的外接端子處或金屬外殼部分，測(cè)試200次，每次間隔20ms；空氣放電測(cè)試用金屬圓頭接觸被測(cè)儀表外殼表面的按鍵或氣窗等空隙處，測(cè)試10次，每次間隔1s。

如果沒有通過(guò)測(cè)試，需要首先確認(rèn)接地是否可靠，設(shè)置參數(shù)是否合理，測(cè)試部位是否準(zhǔn)確等基本問(wèn)題。在確保測(cè)試操作無(wú)誤的前提下，可以考慮檢查線路板走線以及組裝工藝等問(wèn)題。

5.絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度檢測(cè)

絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)是《GB/T 15479-1995 工業(yè)自動(dòng)化儀表絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度技術(shù)要求試驗(yàn)方法》，該測(cè)試分為絕緣電阻測(cè)試和絕緣強(qiáng)度測(cè)試兩部分。

（1）絕緣電阻測(cè)試：測(cè)試的方法是在普通試驗(yàn)大氣條件下，將被測(cè)儀表的被測(cè)端子與兆歐表的測(cè)試夾子連接，搖動(dòng)兆歐表并記錄顯示出的電阻值。分別測(cè)試被測(cè)儀表的電源端、外殼以及輸入、輸出端，測(cè)試合格的標(biāo)準(zhǔn)是各端子之間的絕緣電阻值不小于標(biāo)準(zhǔn)值。若沒有通過(guò)測(cè)試，可以考慮確認(rèn)接線是否可靠、測(cè)試端子是否正確以及外殼于端子之間的間距是否合理等問(wèn)題。

（2）絕緣強(qiáng)度測(cè)試：測(cè)試的方法是將耐壓測(cè)試儀的測(cè)試夾子與被測(cè)儀表的輸入端、輸出端、電源端以及外殼兩兩連接，輸入端和輸出端一般選擇負(fù)端，電源選擇接地端，然后緩慢旋轉(zhuǎn)電壓按鈕至標(biāo)準(zhǔn)值，觀察耐壓測(cè)試儀的漏電電流表，確保其不超過(guò)規(guī)定電流值，并保持在1分鐘時(shí)間內(nèi)，被測(cè)儀表不出現(xiàn)飛弧或者擊穿的現(xiàn)象，則表明被測(cè)儀表合格。如果沒有通過(guò)測(cè)試，可以考慮檢查變壓器的隔離繞制問(wèn)題以及電路板的走線問(wèn)題。

6.結(jié)語(yǔ)

自動(dòng)化儀表憑借著自身的優(yōu)點(diǎn)為其在各個(gè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)，大大提高了企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的效率、效能，對(duì)于產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)的提升作用也是非常顯著。而對(duì)自動(dòng)化儀表的型式檢驗(yàn)測(cè)試不僅保證了自動(dòng)化儀表質(zhì)量穩(wěn)定可靠，同時(shí)能夠推動(dòng)傳統(tǒng)自動(dòng)化儀表朝著智能化、網(wǎng)絡(luò)化和虛擬化的方向大步發(fā)展。

［1］王曉林.淺析特種設(shè)備型式試驗(yàn)［J］.品牌與標(biāo)準(zhǔn)化，2014（4）：76-76.

［2］丁更新.一種基于低頻脈沖信號(hào)響應(yīng)的絕緣電阻檢測(cè)方法［J］.汽車科技，2016（1）：52-55.