鄭勇彬

（第八采油廠規(guī)劃設(shè)計(jì)研究所儀表管理室，黑龍江 大慶 163000）

電氣儀表是計(jì)量電學(xué)量的主要設(shè)備，計(jì)量檢定是保證電氣儀表計(jì)量準(zhǔn)確度的重要手段，也是計(jì)量部門的主要工作。在我國，以往的電氣儀表計(jì)量檢定方法為整體檢定法，通過評(píng)定電氣儀表的計(jì)量性能出具檢定證書，且目前大多數(shù)的計(jì)量檢定分析集中于熱力工程領(lǐng)域，該領(lǐng)域各種儀器設(shè)備中都發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，為了保證其發(fā)揮正確的作用，就要做好儀器設(shè)備的溫度、壓力、流量和液位等重要參數(shù)計(jì)量的檢定工作，有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn)，在檢定中會(huì)根據(jù)其應(yīng)用范圍分析，通過分散檢測、單一分析、綜合評(píng)價(jià)等手段，對(duì)熱工儀器儀表計(jì)量裝置的運(yùn)行狀態(tài)及運(yùn)行性能進(jìn)行檢測。操作人員應(yīng)從不同的運(yùn)行階段、不同的運(yùn)行周期對(duì)運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行檢測，在一定程度上避免了由于數(shù)據(jù)檢測上的疏漏而導(dǎo)致的后期評(píng)定結(jié)果不客觀不準(zhǔn)確的現(xiàn)象。但傳統(tǒng)的電氣儀表計(jì)量檢定方法在實(shí)際應(yīng)用中存在誤差大的問題，導(dǎo)致電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析諧波噪聲比過大，電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析效率低。因此，本文提出電氣儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化分析研究，致力于從根本上降低電氣儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化分析諧波噪聲比，提高電氣儀表計(jì)量檢定精度。

1 電氣儀表計(jì)量檢定

在電氣儀表計(jì)量檢定過程中，必須在明確電氣儀表計(jì)量檢定流程的基礎(chǔ)上完成檢定工作。本文研究的電氣儀表計(jì)量檢定方法為總量檢定方法，該方法主要是將電氣儀表計(jì)量看作一個(gè)整體，通過檢定電氣儀表中電流和磁場垂直方向上產(chǎn)生的電勢差，判斷計(jì)量的精準(zhǔn)度。

設(shè)此總量檢定過程的計(jì)算表達(dá)式為V，可得公式（1）。

式中，M指的是電氣儀表延時(shí)電流；N指的是電氣儀表的靈敏度；S指的是電氣儀表在磁場方向上的厚度；C指的是電氣儀表電流導(dǎo)通時(shí)間；θ指的是測試臺(tái)溫度，單位為℃。

通過公式（1）得出電氣儀表中電流和磁場垂直方向上產(chǎn)生的電勢差后，利用電流傳感器中的單片機(jī)讀取電氣儀表計(jì)量正常電流值。

測繪儀器計(jì)量檢定自動(dòng)檢定系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)接口共分為兩部分：原始記錄板塊與數(shù)據(jù)處理中間件系統(tǒng)，本文使用標(biāo)準(zhǔn)接口技術(shù)，高效對(duì)接自動(dòng)檢定系統(tǒng)運(yùn)行中產(chǎn)生的校準(zhǔn)原始記錄和現(xiàn)有計(jì)量業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，以及完成現(xiàn)有計(jì)量業(yè)務(wù)管理系統(tǒng)和自動(dòng)檢定系統(tǒng)內(nèi)被檢儀器基礎(chǔ)數(shù)據(jù)與原始記錄數(shù)據(jù)間的數(shù)據(jù)互傳，自動(dòng)生成檢定證書報(bào)告，減少由于人工檢定時(shí)出現(xiàn)校準(zhǔn)差錯(cuò)。

原始記錄板塊采用Excel格式的記錄板塊管理、出證界面數(shù)據(jù)集自動(dòng)化計(jì)量軟件參數(shù)。記錄板塊管理是設(shè)計(jì)中最關(guān)鍵的部分，可以設(shè)定原始記錄數(shù)據(jù)參數(shù)，為自動(dòng)檢定系統(tǒng)提供傳參根據(jù)。出證界面數(shù)據(jù)是提供被檢測儀器信息的憑據(jù)，而軟件參數(shù)是按照原始記錄板塊設(shè)計(jì)提供的參數(shù)作為組裝數(shù)據(jù)回傳依據(jù)。數(shù)據(jù)處理中間件是完成不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)互傳，處理跨平臺(tái)調(diào)用、跨語言調(diào)用和遠(yuǎn)程調(diào)用的部件。中間件可以完成如下操作任務(wù)。

（1）測試軟件列表管理。該板塊能夠管理與維護(hù)現(xiàn)存自動(dòng)化計(jì)量校準(zhǔn)軟件信息，儲(chǔ)存測試軟件ID、軟件名稱等。

（2）后臺(tái)交互。管理與維護(hù)數(shù)據(jù)通道控制，起到用戶連接、數(shù)據(jù)傳送與接收、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等作用。

2 電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析方法

在電氣儀表計(jì)量檢定過程中，為進(jìn)一步提高電氣儀表計(jì)量精度，本文引進(jìn)相對(duì)誤差自動(dòng)化分析方法，研究電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析方法，具體內(nèi)容如下文所述。

2.1 選定電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位

本文將電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位選取分為兩種情況：對(duì)于基本量程的電氣儀表，選擇60%、70%、80%、90%以及100%的基本量程作為計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位；對(duì)于非基本量程的電氣儀表，選擇100%作為計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位。在此基礎(chǔ)上，通過電流傳感器測量計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位的輸出電流有效值，與該點(diǎn)位實(shí)際輸出電流的有效值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)一步確定電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位電流導(dǎo)通時(shí)間的準(zhǔn)確度。

2.2 計(jì)算電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析相對(duì)誤差

通過示波器顯示的電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析各個(gè)點(diǎn)位輸出電流，并讀取電流持續(xù)時(shí)間，計(jì)算電流導(dǎo)通時(shí)間誤差。設(shè)電流導(dǎo)通時(shí)間誤差為γ，則有公式（2）。

式中，T指的是試驗(yàn)臺(tái)輸出電流導(dǎo)通時(shí)間，單位為min；s指的是試驗(yàn)臺(tái)實(shí)際輸出電流導(dǎo)通時(shí)間，單位為min。

通過公式（2）得出電流導(dǎo)通時(shí)間誤差，并測量電氣儀表計(jì)量的絕緣電阻以及接地電阻。為確定電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析點(diǎn)位輸出電流有效值相對(duì)誤差，本文將電流傳感器串入試驗(yàn)臺(tái)電流輸出回路，利用電流傳感器將電壓轉(zhuǎn)換為電流，可以在示波器上觀測到電流變化曲線，此時(shí)，計(jì)算電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析各個(gè)點(diǎn)位輸出電流有效值為U，可得公式（3）。

式中，K指的是電流傳感器變比，單位為Mv/A；I指的是試驗(yàn)臺(tái)顯示輸出電流有效值。

根據(jù)公式（3）輸出電流有效值計(jì)算公式可推導(dǎo)出電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析相對(duì)誤差的計(jì)算公式為r，可得公式（4）。

通過公式（4），可以得出電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析相對(duì)誤差，試驗(yàn)臺(tái)顯示輸出電流有效值越大，則電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析相對(duì)誤差越高；反之，相對(duì)誤差則越小。

2.3 實(shí)現(xiàn)電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析

通常情況下，數(shù)據(jù)在終端的顯示映射取值在0～1.0，通過計(jì)算每個(gè)數(shù)據(jù)的映射值，以此獲得電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析結(jié)果為Q，可得公式（5）。

式中，A指的是電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析權(quán)值；?指的是顯示電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析精度；E指的是電氣儀表計(jì)量檢定準(zhǔn)確率。

通過公式（5），實(shí)現(xiàn)電氣儀表計(jì)量自動(dòng)化分析。

3 實(shí)例分析

3.1 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備

根據(jù)上述電氣儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化分析的方法設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)實(shí)例分析。選取某電氣儀表作為本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象，該電氣儀表參數(shù)要求表。

本次實(shí)驗(yàn)內(nèi)容為測試兩種方法下的自動(dòng)化分析諧波噪聲比，自動(dòng)化分析諧波噪聲比越低，證明自動(dòng)化分析受到的噪聲干擾越小，自動(dòng)化分析精度越高。首先，使用本文設(shè)計(jì)方法自動(dòng)化分析電氣儀表計(jì)量，通過KPLery軟件測試自動(dòng)化分析諧波噪聲比，記為實(shí)驗(yàn)組；而后使用傳統(tǒng)方法自動(dòng)化分析電氣儀表計(jì)量，通過KPLery軟件測試自動(dòng)化分析諧波噪聲比，記為對(duì)照組。設(shè)置實(shí)驗(yàn)次數(shù)為5次，記錄實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析與結(jié)論

分別使用本文方法與傳統(tǒng)方法進(jìn)行五次實(shí)驗(yàn)，通過KPLery軟件測試自動(dòng)化分析諧波噪聲比結(jié)果，整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如表1所示。

表1 自動(dòng)化分析諧波噪聲比對(duì)比結(jié)果

通過表1可得出如下的結(jié)論：本文設(shè)計(jì)的方法自動(dòng)化分析諧波噪聲比明顯低于對(duì)照組，本文方法自動(dòng)化分析諧波噪聲比最高為0.056，相較對(duì)照組自動(dòng)化分析諧波噪聲比最低0.158更低，由此證明研究的電氣儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化分析方法，能夠?qū)崿F(xiàn)電氣儀表計(jì)量檢定精準(zhǔn)自動(dòng)化分析，具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

4 結(jié)語

通過實(shí)驗(yàn)證明，本文研究方法具有一定的實(shí)用性，能夠在一定程度上優(yōu)化電氣儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化分析方法。在后期的發(fā)展中，應(yīng)加大本文研究方法在電氣儀表計(jì)量檢定及自動(dòng)化分析中的應(yīng)用力度。但是，此次研究未針對(duì)具體的參數(shù)進(jìn)行計(jì)量和測試，下一步研究將考量具體參數(shù)計(jì)量檢定過程中的精確度，進(jìn)一步提高電氣儀表的計(jì)量精度，為后續(xù)的電氣儀表計(jì)量校準(zhǔn)工作提供幫助。