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)測試探討

廣東雅達(dá)電子股份有限公司黃喜亮

隨著我國工業(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)過程中一種常用的、重要的儀器，其檢測效果對整個(gè)生產(chǎn)過程的質(zhì)量起著非常關(guān)鍵的影響。型式檢驗(yàn)測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。本文將對多種自動(dòng)化儀表的型式檢驗(yàn)測試的標(biāo)準(zhǔn)、測試設(shè)備、操作方法、遇到的難點(diǎn)和解決措施進(jìn)行簡要描述，以期對其他類似儀表的型式檢驗(yàn)測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)化在國家工業(yè)生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用，促進(jìn)著國家產(chǎn)業(yè)經(jīng)濟(jì)、國家科技、社會經(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)對企業(yè)的管理、檢測、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)行合格的評價(jià)［1］。其主要用于評定企業(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、 溫度漂移檢測、靜電放電檢測和絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度檢測等項(xiàng)目［2］。本文以數(shù)字顯示儀、無紙記錄儀、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，對照其相應(yīng)的檢驗(yàn)測試標(biāo)準(zhǔn)，制定出型式檢驗(yàn)測試的具體操作方法和步驟，并對測試過程中遇到的問題和解決辦法進(jìn)行初步的探索和總結(jié)。

2.精度檢測

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

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

相對誤差=（儀表顯示值-真實(shí)值）/測試信號的全范圍量程值

其中不同的被測儀表輸入信號需要采用不同的信號源，如熱電阻、直流電壓、直流電流等輸入信號的信號源采用交直流指示儀表檢定裝置；熱電阻信號的信號源采用標(biāo)準(zhǔn)電阻箱。通常每種信號的每個(gè)通道測試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)的相對誤差。儀表合格的標(biāo)準(zhǔn)是被測儀表的最大相對誤差小于精確度要求。

（2）重復(fù)性誤差測試：該方法是在基本誤差測試的基礎(chǔ)上，對每個(gè)測試點(diǎn)重復(fù)測試三次，并記錄重復(fù)性誤差值，即重復(fù)測試值與第一次測試的偏差值。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)誤差測試：該方法是在基本誤差測試的基礎(chǔ)上，以最小信號量為基準(zhǔn)，遞增或者遞減地改變信號源的輸入值，觀察被測儀表的顯示值是否隨著信號源輸入值的變化也呈現(xiàn)出遞增遞減趨勢。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)誤差值超過了測量要求，需要采取相應(yīng)的判斷措施：首先檢查接線是否牢固可靠，然后檢查信號源是否準(zhǔn)確，最后確認(rèn)操作是否有誤。若確認(rèn)檢測操作過程準(zhǔn)確無誤，可以進(jìn)一步考慮儀表本身存在的問題，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題。

3.溫度漂移檢測

溫度漂移檢測的標(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》。測試方法是：將被測儀表置于溫控箱中，連接被測儀表的接線端口與輸入信號線，將被測儀表的接線端延長出溫控箱，并連接信號源，此時(shí)保持信號源在溫控箱的外部。溫度漂移測試選擇的信號分度號是熱電偶信號K和熱電阻信號Pt100，這兩種信號相對精度要求較高。同樣在整個(gè)量程范圍內(nèi)選擇5個(gè)均勻分布的測試點(diǎn)，然后分別記錄下常溫狀態(tài)每個(gè)測試點(diǎn)的儀表測試顯示值，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)被測儀表的接線端與輸入信號線的連接是否可靠，此外，需要注意的是被測儀表的接線端口要用測試端口的螺絲旋緊，不能簡單地直接用常規(guī)的接線夾子固定。

4.靜電放電檢測

靜電放電測試的標(biāo)準(zhǔn)是《GB/T 17626.2-2006 電磁兼容 試驗(yàn)和測量技術(shù) 靜電放電抗擾度試驗(yàn)》，測試方法是：將靜電放電發(fā)生器接地線與金屬板連接，通上電后設(shè)置輸出的測試電壓值參數(shù)，測試電壓以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)的測試次數(shù)和測試間隔，如接觸放電測試用尖金屬頭接觸被測儀表的外接端子處或金屬外殼部分，測試200次，每次間隔20ms；空氣放電測試用金屬圓頭接觸被測儀表外殼表面的按鍵或氣窗等空隙處，測試10次，每次間隔1s。

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

5.絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度檢測

絕緣電阻、絕緣強(qiáng)度檢測的標(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》，該測試分為絕緣電阻測試和絕緣強(qiáng)度測試兩部分。

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

（2）絕緣強(qiáng)度測試：測試的方法是將耐壓測試儀的測試夾子與被測儀表的輸入端、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，觀察耐壓測試儀的漏電電流表，確保其不超過規(guī)定電流值，并保持在1分鐘時(shí)間內(nèi)，被測儀表不出現(xiàn)飛弧或者擊穿的現(xiàn)象，則表明被測儀表合格。如果沒有通過測試，可以考慮檢查變壓器的隔離繞制問題以及電路板的走線問題。

6.結(jié)語

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)過程的效率、效能，對于產(chǎn)品質(zhì)量和服務(wù)的提升作用也是非常顯著。而對自動(dòng)化儀表的型式檢驗(yàn)測試不僅保證了自動(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響應(yīng)的絕緣電阻檢測方法［J］.汽車科技，2016（1）：52-55.