關于自動化儀表型式檢驗測試探討

廣東雅達電子股份有限公司　黃喜亮

關于自動化儀表型式檢驗測試探討

廣東雅達電子股份有限公司黃喜亮

隨著我國工業的不斷發展，其相關工業生產儀器的發展也取得了突破性的成果。自動化儀表是工業生產過程中一種常用的、重要的儀器，其檢測效果對整個生產過程的質量起著非常關鍵的影響。型式檢驗測試能夠很好地保證自動儀表的安全性、可靠性和統一性，提高儀表質量的安全穩定性，并推動儀表行業取得進一步的發展和突破。本文將對多種自動化儀表的型式檢驗測試的標準、測試設備、操作方法、遇到的難點和解決措施進行簡要描述，以期對其他類似儀表的型式檢驗測試有一定的參考和指導作用。

自動化儀表；型式檢驗；測試

1.引言

自動化儀表系統憑借著智能化、集成化和網絡化在國家工業生產中得到了廣泛的應用，促進著國家產業經濟、國家科技、社會經濟等飛速發展。自動化儀表系統在工業生產中主要負責實現對企業的管理、檢測、控制、調度、優化、決策等功能。隨著自動化儀表應用領域和應用范圍的不斷擴大，其系統安全性和可靠性問題也變得更加重要了。而在儀表出廠前進行型式檢驗檢測將在很大程度上提高自動化儀表系統的安全性、穩定性和可靠性。

型式檢驗為了認證目的，利用檢驗手段對一個或者多個具有生產代表性的產品樣品進行合格的評價［1］。其主要用于評定企業所有產品的質量是否全面達到設計要求和設計標準，以及對產品的綜合定型做出鑒定。型式檢驗主要包括精度檢測、 溫度漂移檢測、靜電放電檢測和絕緣電阻、絕緣強度檢測等項目［2］。本文以數字顯示儀、無紙記錄儀、流量計算控制儀、溫濕度變送顯示儀、多路巡檢控制儀等自動化儀表為例，對照其相應的檢驗測試標準，制定出型式檢驗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行初步的探索和總結。

2.精度檢測

精度檢測即準確度檢測，檢驗測試的標準是《GB/T13639-2008工業過程測量和控制系統用模擬輸入數字式指示儀》，測試方法選取比較代表性的三種：基本誤差測試、重復性誤差測試、死區誤差測試。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值，記錄偏差并根據公式計算出相對誤差。

相對誤差=（儀表顯示值-真實值）/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準電阻箱。通常每種信號的每個通道測試5個均勻分布在整個量程范圍內，并單獨計算出每個點的相對誤差。儀表合格的標準是被測儀表的最大相對誤差小于精確度要求。

（2）重復性誤差測試：該方法是在基本誤差測試的基礎上，對每個測試點重復測試三次，并記錄重復性誤差值，即重復測試值與第一次測試的偏差值。儀表合格的標準是重復性誤差值小于分辨力值。

（3）死區誤差測試：該方法是在基本誤差測試的基礎上，以最小信號量為基準，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出遞增遞減趨勢。如果沒有出現這種狀況，則判斷存在死區誤差，而儀表顯示值不確定的那部分數值誤差就是死區誤差值。若死區誤差值超過了測量要求，需要采取相應的判斷措施：首先檢查接線是否牢固可靠，然后檢查信號源是否準確，最后確認操作是否有誤。若確認檢測操作過程準確無誤，可以進一步考慮儀表本身存在的問題，如芯片的反應速度、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

溫度漂移檢測的標準是《JB/T 9233.6-1999 工業自動化儀表 通用試驗方法 環境溫度影響》。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。同樣在整個量程范圍內選擇5個均勻分布的測試點，然后分別記錄下常溫狀態每個測試點的儀表測試顯示值，60℃下的儀表顯示值，-20℃下的儀表顯示值。

如果出現不合格的現象，需要確認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的接線夾子固定。

4.靜電放電檢測

靜電放電測試的標準是《GB/T 17626.2-2006 電磁兼容 試驗和測量技術 靜電放電抗擾度試驗》，測試方法是：將靜電放電發生器接地線與金屬板連接，通上電后設置輸出的測試電壓值參數，測試電壓以1000V 為起點，逐漸遞增，每次遞增1000V，可以根據不同產品類型的需要選擇相應的測試次數和測試間隔，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，需要首先確認接地是否可靠，設置參數是否合理，測試部位是否準確等基本問題。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、絕緣強度檢測

絕緣電阻、絕緣強度檢測的標準是《GB/T 15479-1995 工業自動化儀表絕緣電阻、絕緣強度技術要求試驗方法》，該測試分為絕緣電阻測試和絕緣強度測試兩部分。

（1）絕緣電阻測試：測試的方法是在普通試驗大氣條件下，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，測試合格的標準是各端子之間的絕緣電阻值不小于標準值。若沒有通過測試，可以考慮確認接線是否可靠、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端，電源選擇接地端，然后緩慢旋轉電壓按鈕至標準值，觀察耐壓測試儀的漏電電流表，確保其不超過規定電流值，并保持在1分鐘時間內，被測儀表不出現飛弧或者擊穿的現象，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.結語

自動化儀表憑借著自身的優點為其在各個領域的廣泛應用奠定了技術基礎，大大提高了企業生產過程的效率、效能，對于產品質量和服務的提升作用也是非常顯著。而對自動化儀表的型式檢驗測試不僅保證了自動化儀表質量穩定可靠，同時能夠推動傳統自動化儀表朝著智能化、網絡化和虛擬化的方向大步發展。

［1］王曉林.淺析特種設備型式試驗［J］.品牌與標準化，2014（4）：76-76.

［2］丁更新.一種基于低頻脈沖信號響應的絕緣電阻檢測方法［J］.汽車科技，2016（1）：52-55.