段志明

（國網呂梁供電公司）

0 引言

當前電氣儀表在各行各業(yè)得到廣泛應用，起到優(yōu)化系統(tǒng)并改進自動化儀表功能。基于自動化儀表發(fā)展的實際情況，結合實際使用需求，可以對電氣儀表進行自動化校驗和智能化管理，以推動工業(yè)發(fā)展。然而，目前在電氣儀表計量檢定的實際操作過程中，不難發(fā)現(xiàn)無論是計量檢定方法還是設備，都面臨一些問題，例如計量檢定方法與設備落后，工作人員操作不熟練等，而且自動化的實現(xiàn)也需要不斷推進。因此，結合電氣儀表計量檢定與自動化的分析，希望通過諧波噪聲比的分析，提高電氣儀表計量檢定的精度。

1 電氣儀表計量檢定概述

電氣儀表在電學計量領域是不可缺少的專業(yè)設備，計量檢定法的主要優(yōu)勢在于電氣儀表的計量準確，其在計量部門工作中更是至關重要［1］。以往電氣儀表計量檢定比較常見的方法是整體檢定法，此方法檢定對象為電氣儀表計量性能，同時具有評估、自動生成檢定證書的優(yōu)勢。但經過改進之后，當前計量檢定分析更以熱力工程為主，相關儀器設備也非常重要。要充分發(fā)揮各項儀器設備的作用，必須對重要參數(shù)進行檢定，包括儀器設備的溫度、壓力和流量等。

電氣儀表計量檢定中的具體流程非常重要，本次分析主要采用總量檢定法，將電氣儀表計量作為整體，檢定電氣儀表的電流、磁場垂直方向之后，兩者之間會形成電勢差，那么根據(jù)此電勢差可以判斷計量精度。根據(jù)如下公式計算電勢差：

其中，M表示電氣儀表延時電流；N表示電氣儀表靈敏度；S表示磁場方向電氣儀表厚度；C表示電氣儀表電流導通時間；θ表示測試臺溫度。

在實際計量檢定中，可以通過測量電勢差和已知的電場強度、磁感應強度和長度，來計算電流傳感器的計量精度。通過對多個電流傳感器進行計量檢定，并比較其計量結果，可以評估不同電流傳感器的性能和準確度。

搭建測繪儀器計量檢定自動化系統(tǒng)，該系統(tǒng)的標準接口由原始記錄板塊和數(shù)據(jù)處理中間件系統(tǒng)組成。根據(jù)此次電氣儀表計量檢定的基本要求，主要選擇標準接口技術，而且該技術和其他數(shù)據(jù)對接，包括自動檢定系統(tǒng)投入使用后形成的校準原始記錄和現(xiàn)有計量業(yè)務數(shù)據(jù)。計量業(yè)務管理系統(tǒng)和自動檢定系統(tǒng)內部生成的被檢儀器基礎數(shù)據(jù)與原始記錄數(shù)據(jù)之間相互傳輸，從而在系統(tǒng)中自動生成檢定證書報告。這不僅提高了檢定效率，還可以避免傳統(tǒng)人工檢定結果精準性方面的問題［2］。

系統(tǒng)中包括諸多組成部分，具體為： （1）原始記錄板塊。此版塊負責記錄板塊管理、出證界面數(shù)據(jù)集、自動化計量軟件等所有參數(shù)的記錄，尤其是設計環(huán)節(jié)，記錄板塊管理發(fā)揮著重要作用，工作人員根據(jù)實際需求設定好原始記錄數(shù)據(jù)參數(shù)，可以作為自動檢定系統(tǒng)參數(shù)傳遞中非常重要的參考依據(jù)。出證界面數(shù)據(jù)集的作用是被檢測儀器信息的分析憑據(jù)，軟件參數(shù)是按照原始記錄板塊設計參數(shù)，將數(shù)據(jù)進行組裝之后，再回傳至系統(tǒng)中。（2）數(shù)據(jù)處理中間件。此部分負責不同系統(tǒng)數(shù)據(jù)的互傳，具體可以實現(xiàn)數(shù)據(jù)跨平臺、跨語言以及遠程的調用。

2 電氣儀表計量檢定的幾種方法

2.1 分量檢定法

在電氣儀表計量檢定的實際操作中，由于各種產品類型不同，檢定對象也比較多，這增加了計量檢定的工作量和調查檢測的難度。采用分量檢定法的本質在于抓住特殊和典型情況。針對一系列產品，需要準確捕捉到所有產品的異同點，特別是一類產品的差異點，在分量檢定時必須予以重視。只有這樣，才能更深入地分析一類產品，確保產品的標準性和規(guī)范性。通過類似于抽樣調查的分量檢定法，有利于節(jié)約產品檢定成本。

2.2 總量檢定法

總量檢定法在電氣儀表檢定中比較常見。該檢定方法具有很強的技術性，在國際層面也非常先進，是目前國內外電氣儀表計量檢定中普遍使用的方法［3］。應用總量檢定法通常需要在標準裝置上安裝被檢測熱能表，工作人員會比較熱能表中顯示的熱能示值與標準裝置顯示的標準熱能值，并計算兩者之間的誤差。計算公式如下：

式中，hli、h0i分別代表高溫與低溫條件下水的比焓值。計算得到的熱能示值誤差，可通過公式（3）表示：

式中，δm代表熱能示值誤差；Qs代表標準裝置顯示累計熱能；Qm代表被檢熱能表顯示累計熱能。

2.3 模糊分析法

在進行電子儀器儀表檢定之前，工作人員需要對現(xiàn)場的電子儀器進行考察，了解現(xiàn)場所有電子儀表的情況。通常在檢查電子儀器儀表的過程中，工作人員采用模糊分析法，該方法主要包括以下五個流程：（1）對模糊變量空間進行定義研究； （2）應用模糊變量空間分析方法； （3）關聯(lián)分析變量和模糊變量空間；（4）輸出模糊變量空間的有效數(shù)據(jù)；（5）研究分析變量作為控制變量，工作人員聯(lián)系分析變量和模糊變量空間構建數(shù)學模型，從而得到主觀性結果，作為行為數(shù)據(jù)多變量分析的依據(jù)。除了上述流程外，模糊分析法的應用還需要結合工作人員的經驗，根據(jù)電子儀表實際使用程度展開具體分析。

3 電氣儀表計量自動化實例分析

3.1 自動化分析流程

為了實現(xiàn)電氣儀表計量檢定的自動化目標并提高計量精確度，可以采用相對誤差自動化分析法。在自動化實踐之前，需要確定電氣儀表計量的自動化分析點位，并計算相對誤差。選定電氣儀表計量的自動化分析點位這一階段，常見情況有兩種： （1）基本量程電氣儀表點位的確定，建議是60%、70%、80%、90%、100%基本量程；（2）非基本量程電氣儀表點位則是以100%基本量程為主［4］。工作人員在此環(huán)節(jié)還需要應用電流傳感器，采集輸出電流有效值，將采集到的數(shù)據(jù)對比對應點位實際輸出電流有效值，便可以得知電流導通時間，從而確保數(shù)據(jù)的準確性。

計算相對誤差這一階段，工作人員可以應用示波器，清晰顯示輸出電流數(shù)值，工作人員在獲得電流持續(xù)時間的數(shù)據(jù)之后，便可以開始計算電流導通時間誤差，計算公式如下：

其中，T代表試驗臺的輸出電流導通時間；s代表試驗臺的實際輸出電流導通時間。據(jù)此進行電氣儀表計量絕緣電阻和接地電阻的測量工作。

為了進一步明確電氣儀表計量自動化分析點位輸出電流有效值的相對誤差，電流傳感器以串聯(lián)的形式與試驗臺電流輸出回路相連接，其間應用電流傳感器，將形成的電壓轉化為需要的電流，根據(jù)電流變化計算電氣儀表計量自動化分析點位的輸出電流有效值，計算公式如下：

其中，K代表電流傳感器的變比；I代表試驗臺顯示的輸出電流有效值。

在公式（5）的基礎上推導獲得相對誤差計算公式，即：

通過公式（6）便可計算得到電氣儀表計量自動化分析的相對誤差。對比分析可知，輸出電流有效值大則相對誤差大，相反，相對誤差便會減小［5］。

計算相對誤差之后，便可開展電氣儀表計量自動化分析。終端上所顯示的映射取值范圍在0～1.0之間，計算數(shù)據(jù)映射值獲得最終結果，此環(huán)節(jié)可以使用如下公式表示：

式中，A代表電氣儀表計量自動化分析權值；φ為顯示電氣儀表計量自動化分析精度；E代表電氣儀表計量檢定準確率。

3.2 工業(yè)儀表自動化建議

（1）提高工作人員專業(yè)水平

首先，加強自動化人才的培養(yǎng)。為了培養(yǎng)具備高水平電氣儀表計量檢定技術的工作人員，應組織員工培訓，指導他們學習行業(yè)內的自動化檢定方法。其次，建立計量檢定規(guī)范制度，確保人才培養(yǎng)計劃有序進行。在制定規(guī)章制度時，應結合實際情況，加強針對性，促使規(guī)章制度能夠在電氣儀表計量檢定工作中得到有效執(zhí)行，規(guī)范檢定行為。最后，積極推行獎懲制度，激發(fā)所有工作人員在電氣儀表計量檢定自動化工作中的積極性，鼓勵他們利用業(yè)余時間學習。從企業(yè)的角度來看，還應定期組織針對專業(yè)人員的培訓活動，為他們提供培養(yǎng)專業(yè)技能的機會。對于表現(xiàn)優(yōu)秀的員工，應給予鼓勵，使他們能夠在工作中積累電氣儀表計量檢定自動化方面的經驗，提升自動化檢定水平。

（2）健全管理組織計劃

企業(yè)在負責電氣儀表計量檢定及自動化的組織工作時，需要制定完善的管理組織計劃。在制定組織計劃的初期，應提出多個備選方案，以應對不確定的情況，確保計劃始終處于可控范圍內。除了制定管理組織計劃外，還需要選擇一名負責人，能夠按時完成電氣儀表計量檢定管理工作。在計劃實施的各個過程和環(huán)節(jié)中，都應配備專業(yè)的管理人員。只有這樣，才能對工作人員施加壓力，確保高質量、高效率地完成電氣儀表計量檢定及自動化組織計劃的相關工作。

3.3 實例分析

前期準備階段選擇了特定的電氣儀表進行實驗分析。本次實驗分析的目標是采用不同方法對諧波噪聲比進行自動化分析。如果諧波噪聲低，即可得知噪聲并不是自動化分析的直接影響因素，而且精度也相對較高。實驗設計中，我們主要使用了PLery軟件對電氣儀表計量進行自動化分析，將其作為實驗組［6］。同時，我們還使用傳統(tǒng)方法，在KPLery軟件中進行電氣儀表計量的自動化分析，作為對照組。本次實驗共進行了3次，并記錄了結果。

通過實驗組與對照組的3次實驗，在KPLery軟件中自動化分析諧波噪聲比的結果對比，得出數(shù)據(jù)見下表。根據(jù)表中數(shù)據(jù)可知，實驗組自動化分析諧波噪聲比的最大值是0.058，與對照組的最小值0.156相比，前者更低。所以，電氣儀表計量檢定及自動化具有應用、推廣價值。

表自動化分析諧波噪聲比實驗數(shù)據(jù)

4 結束語

綜上所述，要實現(xiàn)電氣儀表計量檢定及自動化的目標，需要在電氣儀表計量檢定過程中廣泛應用先進技術與設備，利用自動化技術提高計量檢定的效率與精度，為電氣儀表的運行和使用提供支持。此外，為了全面實現(xiàn)電氣儀表的自動化，工作人員還需要從自身入手，掌握行業(yè)內最新的技術手段，利用業(yè)余時間學習新技術，轉變傳統(tǒng)的電氣儀表計量檢定工作理念，降低人工計量檢定可能引發(fā)誤差的概率，進一步推動電氣儀表計量檢定智能化目標的實現(xiàn)。