关于自动化仪表型式检验测试探讨

2016-03-14广东雅达电子股份有限公司黄喜亮

电子世界 2016年16期

广东雅达电子股份有限公司　黄喜亮

关于自动化仪表型式检验测试探讨

广东雅达电子股份有限公司黄喜亮

随着我国工业的不断发展，其相关工业生产仪器的发展也取得了突破性的成果。自动化仪表是工业生产过程中一种常用的、重要的仪器，其检测效果对整个生产过程的质量起着非常关键的影响。型式检验测试能够很好地保证自动仪表的安全性、可靠性和统一性，提高仪表质量的安全稳定性，并推动仪表行业取得进一步的发展和突破。本文将对多种自动化仪表的型式检验测试的标准、测试设备、操作方法、遇到的难点和解决措施进行简要描述，以期对其他类似仪表的型式检验测试有一定的参考和指导作用。

自动化仪表；型式检验；测试

1.引言

自动化仪表系统凭借着智能化、集成化和网络化在国家工业生产中得到了广泛的应用，促进着国家产业经济、国家科技、社会经济等飞速发展。自动化仪表系统在工业生产中主要负责实现对企业的管理、检测、控制、调度、优化、决策等功能。随着自动化仪表应用领域和应用范围的不断扩大，其系统安全性和可靠性问题也变得更加重要了。而在仪表出厂前进行型式检验检测将在很大程度上提高自动化仪表系统的安全性、稳定性和可靠性。

型式检验为了认证目的，利用检验手段对一个或者多个具有生产代表性的产品样品进行合格的评价［1］。其主要用于评定企业所有产品的质量是否全面达到设计要求和设计标准，以及对产品的综合定型做出鉴定。型式检验主要包括精度检测、温度漂移检测、静电放电检测和绝缘电阻、绝缘强度检测等项目［2］。本文以数字显示仪、无纸记录仪、流量计算控制仪、温湿度变送显示仪、多路巡检控制仪等自动化仪表为例，对照其相应的检验测试标准，制定出型式检验测试的具体操作方法和步骤，并对测试过程中遇到的问题和解决办法进行初步的探索和总结。

2.精度检测

精度检测即准确度检测，检验测试的标准是《GB/T13639-2008工业过程测量和控制系统用模拟输入数字式指示仪》，测试方法选取比较代表性的三种：基本误差测试、重复性误差测试、死区误差测试。具体测试操作方法如下：

（1）基本误差测试：连接被测仪表的输入端口和信号源，观测仪表显示值与被测量的真实值，记录偏差并根据公式计算出相对误差。

相对误差=（仪表显示值-真实值）/测试信号的全范围量程值

其中不同的被测仪表输入信号需要采用不同的信号源，如热电阻、直流电压、直流电流等输入信号的信号源采用交直流指示仪表检定装置；热电阻信号的信号源采用标准电阻箱。通常每种信号的每个通道测试5个均匀分布在整个量程范围内，并单独计算出每个点的相对误差。仪表合格的标准是被测仪表的最大相对误差小于精确度要求。

（2）重复性误差测试：该方法是在基本误差测试的基础上，对每个测试点重复测试三次，并记录重复性误差值，即重复测试值与第一次测试的偏差值。仪表合格的标准是重复性误差值小于分辨力值。

（3）死区误差测试：该方法是在基本误差测试的基础上，以最小信号量为基准，递增或者递减地改变信号源的输入值，观察被测仪表的显示值是否随着信号源输入值的变化也呈现出递增递减趋势。如果没有出现这种状况，则判断存在死区误差，而仪表显示值不确定的那部分数值误差就是死区误差值。若死区误差值超过了测量要求，需要采取相应的判断措施：首先检查接线是否牢固可靠，然后检查信号源是否准确，最后确认操作是否有误。若确认检测操作过程准确无误，可以进一步考虑仪表本身存在的问题，如芯片的反应速度、采样电阻精度的选择是否合适、软件编写存在失误等问题。

3.温度漂移检测

温度漂移检测的标准是《JB/T 9233.6-1999 工业自动化仪表通用试验方法环境温度影响》。测试方法是：将被测仪表置于温控箱中，连接被测仪表的接线端口与输入信号线，将被测仪表的接线端延长出温控箱，并连接信号源，此时保持信号源在温控箱的外部。温度漂移测试选择的信号分度号是热电偶信号K和热电阻信号Pt100，这两种信号相对精度要求较高。同样在整个量程范围内选择5个均匀分布的测试点，然后分别记录下常温状态每个测试点的仪表测试显示值，60℃下的仪表显示值，-20℃下的仪表显示值。

如果出现不合格的现象，需要确认被测仪表的接线端与输入信号线的连接是否可靠，此外，需要注意的是被测仪表的接线端口要用测试端口的螺丝旋紧，不能简单地直接用常规的接线夹子固定。

4.静电放电检测

静电放电测试的标准是《GB/T 17626.2-2006 电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验》，测试方法是：将静电放电发生器接地线与金属板连接，通上电后设置输出的测试电压值参数，测试电压以1000V 为起点，逐渐递增，每次递增1000V，可以根据不同产品类型的需要选择相应的测试次数和测试间隔，如接触放电测试用尖金属头接触被测仪表的外接端子处或金属外壳部分，测试200次，每次间隔20ms；空气放电测试用金属圆头接触被测仪表外壳表面的按键或气窗等空隙处，测试10次，每次间隔1s。

如果没有通过测试，需要首先确认接地是否可靠，设置参数是否合理，测试部位是否准确等基本问题。在确保测试操作无误的前提下，可以考虑检查线路板走线以及组装工艺等问题。

5.绝缘电阻、绝缘强度检测

绝缘电阻、绝缘强度检测的标准是《GB/T 15479-1995 工业自动化仪表绝缘电阻、绝缘强度技术要求试验方法》，该测试分为绝缘电阻测试和绝缘强度测试两部分。

（1）绝缘电阻测试：测试的方法是在普通试验大气条件下，将被测仪表的被测端子与兆欧表的测试夹子连接，摇动兆欧表并记录显示出的电阻值。分别测试被测仪表的电源端、外壳以及输入、输出端，测试合格的标准是各端子之间的绝缘电阻值不小于标准值。若没有通过测试，可以考虑确认接线是否可靠、测试端子是否正确以及外壳于端子之间的间距是否合理等问题。

（2）绝缘强度测试：测试的方法是将耐压测试仪的测试夹子与被测仪表的输入端、输出端、电源端以及外壳两两连接，输入端和输出端一般选择负端，电源选择接地端，然后缓慢旋转电压按钮至标准值，观察耐压测试仪的漏电电流表，确保其不超过规定电流值，并保持在1分钟时间内，被测仪表不出现飞弧或者击穿的现象，则表明被测仪表合格。如果没有通过测试，可以考虑检查变压器的隔离绕制问题以及电路板的走线问题。