電測(cè)儀表計(jì)量檢定

武鳳棲 王友建

1. 河北省計(jì)量監(jiān)督檢測(cè)研究院 河北 石家莊 050000；2. 信息產(chǎn)業(yè)電子第十一設(shè)計(jì)研究院科技工程股份有限公司 河北 石家莊 050000

引言

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，電力設(shè)備逐漸增多，這也促進(jìn)了電測(cè)儀表儀器在日常生活中的廣泛應(yīng)用。一般而言，通過電測(cè)儀器獲得相應(yīng)的數(shù)據(jù)，已成為經(jīng)濟(jì)合理公平流通的基礎(chǔ)。在相關(guān)應(yīng)用中，在時(shí)代發(fā)展的前提下，從電力企業(yè)到用電用戶的使用，都需要重視對(duì)電測(cè)儀表的計(jì)量管理和公平評(píng)價(jià)，對(duì)電測(cè)儀表的測(cè)量?jī)?nèi)容進(jìn)行合理的審查和進(jìn)一步的規(guī)范，這是電測(cè)儀表計(jì)量檢定的發(fā)展需求。

1 電測(cè)儀表計(jì)量檢定概述

電測(cè)儀表計(jì)量檢定是一項(xiàng)系統(tǒng)性工作。在開始檢定工作前，需要熟悉相關(guān)的檢定技術(shù)和使用標(biāo)準(zhǔn)，了解制造標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)的檢定程序，以得到的具體儀表參數(shù)作為技術(shù)依據(jù)。為了保證電工測(cè)量?jī)x器的使用功能和質(zhì)量，需要制造標(biāo)準(zhǔn)要求較高的生產(chǎn)技術(shù)，在制定電測(cè)儀表檢定標(biāo)準(zhǔn)時(shí)，可以根據(jù)實(shí)際使用范圍進(jìn)行，但必須了解電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作的標(biāo)準(zhǔn)化，在計(jì)量檢定過程中，如有爭(zhēng)議，需要根據(jù)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。因此，電測(cè)量?jī)x器的計(jì)量檢定具有重要的價(jià)值。計(jì)量檢定人員在開展檢定時(shí)，需要對(duì)程序有系統(tǒng)全面的了解，達(dá)到應(yīng)用問題和實(shí)際解決問題的有效性。當(dāng)電測(cè)儀表計(jì)量檢定出現(xiàn)問題時(shí)，應(yīng)根據(jù)程序做出合理的決定。此外，考慮到技術(shù)因素的不斷變化，需要同步更新電測(cè)儀表計(jì)量檢定法規(guī)和相關(guān)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，解決出現(xiàn)的測(cè)量問題。

2 電測(cè)儀表計(jì)量檢定依據(jù)

在電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作中，只有明確了電測(cè)儀表計(jì)量檢定的技術(shù)，才能從科學(xué)的角度完成檢定。電測(cè)儀表計(jì)量檢定行業(yè)需要作為儀器的檢驗(yàn)技術(shù)，其依據(jù)是在驗(yàn)證中需要專業(yè)的驗(yàn)證技術(shù)，不同的驗(yàn)證技術(shù)對(duì)技術(shù)的要求也不同。制造標(biāo)準(zhǔn)需要專業(yè)的技術(shù)，當(dāng)前的驗(yàn)證程序基本上是由國(guó)家統(tǒng)一管理的，驗(yàn)證技術(shù)要求低于制造技術(shù)。對(duì)于某些電測(cè)儀表計(jì)量檢定是按照國(guó)家規(guī)定的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范完成的。對(duì)于計(jì)量檢定中的爭(zhēng)議，也需要按照專業(yè)檢定進(jìn)行決策，監(jiān)管也必須符合監(jiān)管要求。由于電測(cè)儀表的具體檢定是由專業(yè)人員來操作和進(jìn)行的，因此對(duì)檢定專業(yè)要求比較高。為了實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)確的電測(cè)儀表計(jì)量檢定驗(yàn)證，對(duì)于每個(gè)負(fù)載功率，必須至少執(zhí)行兩次誤差檢定。為了反映操作的準(zhǔn)確性，溫度補(bǔ)償還應(yīng)考慮環(huán)境溫度，加上溫度補(bǔ)償值，并在原誤差極限的基礎(chǔ)上，滿足標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試要求，可自行選擇合適的測(cè)試方法。

3 計(jì)量檢定系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

電測(cè)儀表計(jì)量檢定總體規(guī)劃主要圍繞自動(dòng)化測(cè)試軟件系統(tǒng)、功能仿真裝置和高精度測(cè)量模塊等核心部件的模塊化開發(fā)，采用基于現(xiàn)場(chǎng)總線整合每個(gè)模塊之間的邏輯連接，完成測(cè)量驗(yàn)證系統(tǒng)。仿真裝置主要由控制模擬器、大功率模塊化負(fù)載和電壓模擬器組成?？刂颇M器可實(shí)現(xiàn)導(dǎo)頻電路和大功率模塊化測(cè)試負(fù)載的功能。高精度檢定需要采集大功率輸出的電壓、電流和電能，是進(jìn)行精確測(cè)量的前提。自動(dòng)化測(cè)試軟件作為測(cè)試系統(tǒng)的控制中心和交互界面，在測(cè)量驗(yàn)證和檢驗(yàn)測(cè)試中，在測(cè)試邏輯控制和人機(jī)交互體驗(yàn)等發(fā)揮著重要作用。電能參數(shù)采集連接高精度測(cè)量模塊，使用移位寄存器進(jìn)行聯(lián)擴(kuò)展。每個(gè)控制繼電器的通斷狀態(tài)，遠(yuǎn)程控制整個(gè)接口。采用模塊化設(shè)計(jì)理念，采用負(fù)載主機(jī)與電源模塊相結(jié)合，所有負(fù)載模塊均與主機(jī)相連，并且由主機(jī)控制。

4 電測(cè)儀表計(jì)量檢定技術(shù)

4.1 檢定無功功率

在大多數(shù)電測(cè)儀表中，經(jīng)常會(huì)涉及無功功率。對(duì)于無功功率的檢定，重點(diǎn)是校驗(yàn)其精度，保證在使用中功率不發(fā)生偏差，避免導(dǎo)致日常數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作對(duì)相關(guān)部件要求較高，對(duì)于無功校驗(yàn)，必須保證電源穩(wěn)定，輸出功率能夠滿足電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作的需要。應(yīng)注意儀器的功率輸出，嚴(yán)格區(qū)分并做好電測(cè)儀表計(jì)量檢定記錄。電壓控制必須按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行，由于線路電壓過高，極有可能導(dǎo)致儀器出現(xiàn)故障，避免造成不必要的損失。

4.2 電量變送器的檢定

電測(cè)儀表計(jì)量檢定涉及電測(cè)量?jī)x器的所有部件，電量變送器是關(guān)鍵的計(jì)量檢定點(diǎn)，變送器校驗(yàn)工作將直接影響電力系統(tǒng)的工作狀態(tài)。由于變送器在電力系統(tǒng)中扮演著重要的角色，它具有很強(qiáng)的穩(wěn)定性。在對(duì)變送器進(jìn)行檢定時(shí)，要注意無用的電力發(fā)送器。這是電測(cè)儀表計(jì)量檢定的一個(gè)重要的檢查點(diǎn)，需要確保驗(yàn)證結(jié)果與正常值相同很重要。

4.3 直流電阻的檢定

在直流電阻的檢定中，必須根據(jù)具體情況選擇與電阻器相匹配的驗(yàn)證方法。對(duì)于電阻小于10Ω的儀器設(shè)備，在直流電阻檢定中需要選擇雙臂電橋。對(duì)于達(dá)到MΩ的大電阻設(shè)備，在檢定中需要采用絕緣電阻表，如果電阻儀器的電阻值在兩者之間，此時(shí)的檢定可使用單臂電橋。在操作過程中，可以將數(shù)字電壓和電流表端子接到各自電阻的兩端，電流表端子的輸出測(cè)量到電流源的電流，電壓表讀數(shù)為電阻對(duì)應(yīng)的電壓，可以避免高測(cè)量精度和線電壓分離。

4.4 工作環(huán)境的檢定

在電測(cè)儀表計(jì)量檢定階段，大部分檢定是在實(shí)驗(yàn)室內(nèi)進(jìn)行，計(jì)量檢定環(huán)境穩(wěn)定。但是在實(shí)際的電測(cè)儀表計(jì)量檢定現(xiàn)場(chǎng)中，會(huì)有一些影響驗(yàn)證有效性的因素。因此，在實(shí)際計(jì)量檢定中，應(yīng)采取有效措施消除可控的因素。溫度在22℃的環(huán)境下，可以保證驗(yàn)證工作的準(zhǔn)確性。對(duì)于檢定設(shè)備，必須保證設(shè)備接地，以增加設(shè)備的抗干擾能力。

4.5 設(shè)備誤差曲線的檢定

當(dāng)今標(biāo)準(zhǔn)儀表和測(cè)量?jī)x器的誤差曲線并不是非線性曲線，曲線與坐標(biāo)軸的橫軸有很多交點(diǎn)，這些交點(diǎn)可以稱為拐點(diǎn)。拐點(diǎn)越多，說明了設(shè)備誤差的不穩(wěn)定性和隨機(jī)性，并且無法確定最大誤差的位置，所以在電測(cè)儀表計(jì)量檢定時(shí)要注意選擇合適的量程。在標(biāo)定基準(zhǔn)量程時(shí)，需要選擇滿量程的1/10和上限的5-10個(gè)點(diǎn)。標(biāo)定非基本量程時(shí)，選擇量程的1/10和上限3個(gè)點(diǎn)。這是為了確定儀器誤差是否在允許范圍內(nèi)。

4.6 自動(dòng)驗(yàn)證

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，電測(cè)儀表計(jì)量檢定自動(dòng)化水平得到了不斷提高，特別是隨著嵌入式系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)的發(fā)展，自動(dòng)檢定技術(shù)傳統(tǒng)工作中的使用限制已經(jīng)消失，因此，在電測(cè)儀表計(jì)量檢定中，自動(dòng)檢定顯得非常重要。目前很多設(shè)備都具有自動(dòng)檢定功能，由于不同廠家的技術(shù)不一致，儀器和電測(cè)種類也很復(fù)雜，很難實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)的交流。因此，依靠設(shè)備上的自動(dòng)化驗(yàn)證軟件來實(shí)現(xiàn)驗(yàn)證是一種資源節(jié)約和可行性高的檢定方式。這種方法可以在上位機(jī)上安裝自動(dòng)驗(yàn)證軟件，通過軟件控制所有的驗(yàn)證。在此過程中，通過上位機(jī)進(jìn)行電測(cè)儀表計(jì)量檢定數(shù)據(jù)的校正，上位機(jī)進(jìn)行校驗(yàn)證書的形成，修改上位機(jī)的軟件參數(shù)以適應(yīng)不同廠家的電測(cè)儀表。使用虛擬儀器進(jìn)行測(cè)量，虛擬儀器測(cè)量包括軟件和硬件，軟件是測(cè)量的核心，硬件是軟件通信和數(shù)據(jù)傳輸?shù)臉蛄骸Ｔ谲浖矫?，可以根?jù)自己的測(cè)量需求配置軟件，完成對(duì)設(shè)備的自動(dòng)測(cè)量。硬件方面需要采集卡、數(shù)據(jù)線和轉(zhuǎn)換模塊等。通過接口，可以將虛擬儀器連接到PC機(jī)，通過計(jì)算機(jī)技術(shù)進(jìn)行遠(yuǎn)程控制。隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展，也可以控制移動(dòng)終端。隨著各類設(shè)備的發(fā)展，設(shè)備的性能和參數(shù)都在發(fā)生變化，電測(cè)儀表計(jì)量檢定也面臨著巨大的挑戰(zhàn)。因此，在相關(guān)電測(cè)儀表計(jì)量檢定規(guī)定的基礎(chǔ)上，在實(shí)際工作中探索創(chuàng)新，改進(jìn)檢定測(cè)量技術(shù)與新技術(shù)的結(jié)合運(yùn)用，才能滿足電測(cè)儀表計(jì)量檢定的要求。

5 提高電測(cè)儀表計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)化管理策略

5.1 加強(qiáng)線性模擬法的應(yīng)用

線性模擬是驗(yàn)證電測(cè)儀表的有效方法之一，利用機(jī)械元件和模擬電路來完成驗(yàn)證工作。由各部件模擬的模型可替代實(shí)際工作儀器，儀器中的輸出信號(hào)經(jīng)過處理，檢定結(jié)果可顯示在設(shè)備中。只需要模擬儀器部件，不需要真實(shí)儀器，減少了對(duì)正常工作的影響。在使用上，線性模擬主要用于熱力儀器的檢定，取得較好的效果[1]。

5.2 加強(qiáng)數(shù)字線性法的應(yīng)用

數(shù)字線性用于執(zhí)行不同的測(cè)量結(jié)果，數(shù)字模擬將信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字。這種方法需要大量的分析和計(jì)算工作。采用數(shù)字線性法，需要保證檢定設(shè)備具有足夠的自動(dòng)化和智能應(yīng)用水平，能夠自動(dòng)處理數(shù)字信號(hào)，該方法的應(yīng)用可以有效減少人工檢定分析的工作量，提高電測(cè)儀表計(jì)量檢定效率[2]。

5.3 電測(cè)儀表計(jì)量檢定程序的標(biāo)準(zhǔn)化

計(jì)量檢定程序應(yīng)根據(jù)電測(cè)儀表的具體情況及時(shí)更新，以確保檢定規(guī)則和程序符合基于最新設(shè)備狀況的檢定標(biāo)準(zhǔn)，并確保測(cè)試的準(zhǔn)確性。對(duì)于國(guó)家制定的有關(guān)電測(cè)儀表計(jì)量檢定規(guī)定和管理標(biāo)準(zhǔn)，要做到嚴(yán)格執(zhí)行和落實(shí)。對(duì)于行業(yè)操作標(biāo)準(zhǔn)和檢定規(guī)章制度必須全面做好技術(shù)應(yīng)用并嚴(yán)格遵守。根據(jù)電測(cè)儀表計(jì)量檢定規(guī)章制度落實(shí)具體的檢定要求。因此，標(biāo)準(zhǔn)的電測(cè)儀表計(jì)量檢定操作程序和標(biāo)準(zhǔn)操作可以提高電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作的標(biāo)準(zhǔn)化和準(zhǔn)確性[3]。

5.4 提升電測(cè)儀表計(jì)量檢定團(tuán)隊(duì)工作能力

在電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作中，提高計(jì)量檢定人員的綜合水平，是提高計(jì)量檢定標(biāo)準(zhǔn)化管理的重要策略之一。對(duì)檢定人員進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，不斷提高其專業(yè)能力和素養(yǎng)，并繼續(xù)深入學(xué)習(xí)計(jì)量檢定的技能和專業(yè)知識(shí)，使電測(cè)儀表計(jì)量檢定人員能夠熟練操作設(shè)備，并進(jìn)行必要的管理和維護(hù)。根據(jù)設(shè)備升級(jí)或驗(yàn)證儀器，進(jìn)行專業(yè)培訓(xùn)，使設(shè)備升級(jí)和測(cè)試技術(shù)同步進(jìn)行，保證電測(cè)儀表計(jì)量檢定的專業(yè)性。同時(shí)，對(duì)于計(jì)量檢定人員，要樹立不斷學(xué)習(xí)的意識(shí)，更好地適應(yīng)電測(cè)儀表計(jì)量檢定的業(yè)務(wù)發(fā)展，并通過開展實(shí)驗(yàn)等活動(dòng)不斷提升自己的檢定工作能力。通過相關(guān)的交流會(huì)讓有經(jīng)驗(yàn)的同事分享計(jì)量檢定工作經(jīng)驗(yàn)，促使優(yōu)秀的工作情境協(xié)助提升電測(cè)儀表計(jì)量檢定人員團(tuán)隊(duì)的整體素質(zhì)[4]。

5.5 加強(qiáng)電測(cè)儀表計(jì)量檢定設(shè)備管理

在電測(cè)儀表計(jì)量檢定工作中，除了檢定工作人員因素外，計(jì)量檢定設(shè)備也是檢定工作的核心要素。不僅要建設(shè)人才培養(yǎng)設(shè)施，還要注重電測(cè)儀表計(jì)量檢定設(shè)備的日常管理，確保相關(guān)的檢定設(shè)備處于良好的運(yùn)行狀態(tài)。要加大對(duì)測(cè)試設(shè)備的使用功能和維護(hù)資金的投入，尤其是回收設(shè)備，必須按照要求嚴(yán)格驗(yàn)證電測(cè)儀表計(jì)量檢定設(shè)備的使用性能，確保設(shè)備的工作水平能夠滿足行業(yè)檢定的需求。將新檢驗(yàn)設(shè)備的性能和操作方法及時(shí)通知電測(cè)儀表計(jì)量檢定人員，組織人員提前參加設(shè)備培訓(xùn)活動(dòng)，并進(jìn)行檢定工作的實(shí)踐考試。只有經(jīng)批準(zhǔn)合格的專業(yè)檢定人員才能參與相關(guān)的操作工作，為后續(xù)計(jì)量檢定管理工作的開展打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

6 結(jié)束語

綜上所述，電測(cè)儀表計(jì)量檢定對(duì)保證電力系統(tǒng)的運(yùn)行具有重要的作用。在計(jì)量檢定中，必須嚴(yán)格遵守工作規(guī)范，保證電測(cè)儀表檢定工作質(zhì)量，提高檢定結(jié)果的準(zhǔn)確性。