基于测量仪表检定的分析

　　摘要：测量仪表的计量和检定的水平，在实际应用中要求越来越严格，从电测仪表的检定的依据与不同功率的检定方式等方面进行了探析，包括对电阻的测量方式做了详细的研究，并对热工仪表在实践中的应用进行了探讨，最后对电测仪表检定的发展方向进行了预测。

　　关键词： 电测仪表； 自动检定；分析

　　对于从事计量工作的人员来说，在实际的检定工作的过程中，应该认真的学习检定规程，将实际检定与检定规程对应起来，找出传统检定过程中存在的问题，并加以改进，把在实际检定过程遇到的问题返回检定规程，在规程中查找解决方案，或者通过深入的分析研究，通过更新检定规程来解决实际检定中的问题。

　　一、电测仪表检定的技术依据

　　检定电测仪表的技术依据包括：制造标准、行业标准和检定规程。其中制造标准的等级最高，要求最严格，更新速度最快。行业标准次之，检定规程是由国家制定，属于国家标准，技术要求最低。但是对社会上开展的检定工作要求强制执行检定规程，发生计量纠纷，也以检定规程为裁决依据。

　　二、检定电测仪表检定点的选择

　　1、交流数字采样测量装置。它的检定交流数字采样测量装置是综合自动化装置中的测量部分，它代替了传统的仪器仪表，目前在电力系统越来越多的被采用，它的主要工作是指将工频交流电量(如电流、电压、有功功率、无功功率、相位角、功率因数、频率等)经数据采集、转换、计算、转变为数字信号传送至本地或远端显示器的测量装置。

　　(1)交流有功功率的检定点

　　除在COSΦ=1时校验其示值误差之外，还应在COSΦ中=O.5(容性和感性)的条件下校验功率因数影响。由功率因数改变引起的误差不应超过被检功率数据采集系统的示值误差极限值的0.5倍，其误差的表示方法与示值误差相同。

　　(2)功率因数的检定点

　　在COSΦ中=0.5(容性和感性)的条件下校验功率因数影响时，应使电压和频率为额定值，校验时首先在COSΦ=1和电流约为额定值50％的条件下校验一个测定点，然后再使COSΦ=0.5(容性和感性)，在电流约为额定值的条件下，再次校验同一个测定点，以两次的校验结果之差作为功率因数影响。

　　(3)三相无功功率的检定点

　　当校验数据采集系统的三相无功功率时受无功功率因数影响时，应在SinΦ=1和SinΦ=0.5(容性和感性)的条件下校验。校验方法可参照三相有功功率数据采集系统。由无功功率因数改变引起的误差不应超过被检无功功率数据采集系统的示值误差极限值的0.8倍。测试仪器的接线方式应具有与被校交流数采装置相同的适用性，否则应考虑因三相电路不对称所产生的附加误差。

　　(4)遥测扫描周期试验

　　将电压输入接人标称电压，将各电流输入回路串联，通过200mA的标称值电流，从交流数采装置显示终端上观察各个电流测点的数值。改变输入电流量为标称电流的90％，从交流数采装置显示终端上观察各个电流量数值的改变,各个电流测点值的改变应在1s内。

　　2.2无功功率准确度的检定

　　在实际无功功率准确度检定中，常用到的是真无功和人为无功两个概念。真无功实际上是非跨相无功功率，而人为无功指的是用跨相接法测量的无功功率。在日常有关无功功率的检定中，经常遇到二元件无功和三元件无功。二元件无功是指用两功率表法跨相9O0的测量方法测量的三相三线电路无功功率，也有的表计中同时会采用二元件6O0无功的测量方法；三元件无功是指用三功率表跨相900的测量方法测量的三相四线电路的无功功率。

　　在实际的测量无功功率过程中(包括检定无功装置和无功表计)，要注意源的输出或表的输入是线电压还是相电压。三相四线制接线时，由于很多装置采用跨相的方式输出无功功率时，其装置本身显示的是线电压，它实际输出的无功功率是在电压显示值相同时的非跨相无功功率的(1/ )倍。但是有些型号的输出源(如型号为DK-34B1)在三相四线接线方式下输出跨相无功时，输出源本身显示的是相电压。有些表计在测量三相四线制跨相无功功率时接人和测量的是线电压，也有的是相电压。所以在不需要换线、只要求切换界面的情况下，分清源的输出或表的输入是线电压还是相电压，才会避免计算错误或者因电压过高损坏表计。

　　一般在检定二元件无功输出时，用有功测无功的方法测量，但是很多表计包括标准表都不能用软件改接线，所以只能人为地改变接线，即将输出源A相电流的进出线对换，电压A相与C相对换，B相接到N，将读到的有功功率值乘以（ ／2)就能得到正确的无功功率。

　　2.3直流电阻的检定

　　直流电阻的检定，根据电阻值的不同，采取的方法也有很大不同。一般来说（<10Ω）电阻的精密测量采用双臂电桥；很大电阻(MΩ级)的测量采用绝缘电阻表；中间电阻的测量采用单臂电桥。对电阻的简单测量，通常使用数表来进行，数表检定电阻的方法如图1所示，图1中虚线框内表示数表部分，R为被检电阻。将电阻两端接人数表的电压测量端，南于数表本身内置电流源，被测电阻值R等于电压表的测量值除以电流源的电流，数表将内部软件计算出电阻值在数表上显示，我们能直接读出被测电阻值。检定小电阻时，由于线路电阻对被检电阻值影响很大，如图1中，ab、cd两段线路会分掉一部分电压，所以采用四线制接线方式来测量，如图2所示。将电阻的两端分别接人数表电压、电流测量端，电流源电流由电流测量端输出，电压表测量的是电阻两端的电压，从而避免了线路分压，提高了测量的准确度。受数表带负载能力的限制，随着数表测量电阻量程的增大，电流源将减小，测量10MΩ以上的电阻，导线上的漏电流对测量值的影响较大，所以要对导线进行屏蔽，减小漏电流，提高电阻测量的准确度。

　　随着工作任务的不断增加，单片机等自动化产品的发展，实行自动检定显得越来越必要，也越来越容易实现。现在有很多检定装置

　　都采用了自动检定功能，关键的技术就是实现标准装置与被检装置的通信，由于电学产品的生产厂家很多，电测装置、仪表也各式各样，它们采用的通信规约不尽相同，所以实现各种装置、仪表间的通信是实现自动检定的难点。这种方法可以扩展为将自动检定软件安装在专门用于自动检定的电脑上，通过电脑来控制整个检定过程。

　　3、热工仪表的检定

　　热工仪表普遍具有非线性特性,诸如热电偶的热电势与温度的关系,节流式流量计流量与压差的关系,汽包水位计水位与压差的关系等都是非线性函数,直接影响参数测量的准确度和仪表显示的精确度。热工仪表非线性校正方法主要有两种:模拟线性化方法和数字线性化方法。

　　（1）模拟线性化方法

　　模拟线性化是指基于传统的模拟仪表,通过机械元件或模拟电路对仪表输出信号作线性化处理,从而实现模拟显示的线性刻度,其可以作为自动控制装置的信号。因此，模拟线性化是依靠硬件和模拟信号实现输出信号线性化处理，可称作热工仪表非线性特性，校正的硬方法。

　　（2）数字线性化方法

　　数字线性化是指基于智能仪表(包括数字巡测仪以及基于DAS、DCS、FCS的各种虚拟仪表),将输入信号转换为数字量,通过计算或查表来实现输出信号的线性化,进而实现线性化数字显示。数字线性化是依靠软件和数字信号实现输出信号线性化处理的，因此可称作热工仪表非线性特性校正的软方法。数字线性化的例子诸如:(1)在数字巡测仪中,将热工仪表非线性特性(如标准热电偶或热电阻的非线性分度表)写入单片机的存储器内，采用软件编制的查表法可以方便、快捷地实现输出信号的数字线性化；(2)采用曲线拟合法得到热工仪表非线性特性的分段多项式表达式，多项式系数可用最小二乘法或其它方法求解，然后再用编程的方法将多项式表达式翻译成程序语言，使其在单片机或计算机内运行，即可在数字巡测仪或虚拟仪表中完成数字线性化。

　　（3）热工仪表校验方法。使用热工仪表校验仪校准热电偶信号时，应对直流毫伏信号输出和冷端误差分别进行校准。校准直流毫伏信号输出误差应按照相关的检定规程连接标准器校准，将数字多用表设为mV档并选择相应的量程，将其连接到需要校准仪表的热电偶输出端。采用相关检定规程中检测校准点电量值的方法，输出信号从下限开始逐渐增大，使用数字多用表测量模拟热电偶输出温度值、电量值，达到上限后降低输入信号，使用数字多用表测量模拟热电偶输出温度值、电流值，直到达到下限。将误差最大的测量数值作为最大基本误差，根据仪表输出的电量值、测量出的电量值和一定的修正值，能计算出基本误差。

　　4、电测仪表的发展趋势

　　利用虚拟仪器实现自动检定逐渐成为计量领域的一个新的课题。在虚拟仪器系统中，硬件仅仅是为了解决信号的输入输出，软件才是整个系统的关键和核心。用户可以根据自己的需求设计自己的仪器系统，满足自动检定等多种多样的应用需求，虚拟仪器系统硬件主要包括数据采集系统、各种总线设备、接口仪动化产品的发展，实行自动检定显得越来越必要，也越来越容易实现。现在有很多检定装置都采用了自动检定功能，关键的技术就是实现标准装置与被检装置的通信，由于电学产品的生产厂家很多，电测装置、仪表也各式各样，它们采用的通信规约不尽相同，所以实现各种装置、仪表间的通信是实现自动检定的难点。虚拟仪器系统硬件主要包括数据采集系统、各种总线设备、接口仪器。数据采集卡(DAQ卡)是虚拟仪器的重要硬件部分，一块DAQ卡可以完成A／D转换，D／A转换、数字输入输出、计数定时器等多种功能。接口总线能够把可编程仪器与计算机紧密地联系起来，实现大规模智能自动检测系统，通过近距离的无线网络，使整个实验内的检定仪器仅由l～2台计算机控制。

　　结语

　　计量检定工作与人们的生产生活日益密切，电学产品的型号、性能、使用环境日益多样化，电测仪表的检定也将面临越来越多的挑战，只有以检定规程等技术文件为基础，紧密结合实际，通过不断地钻研，并借以日益丰富的T作经验，才能适应不断变化、不断更新的计量检定要求。

　　参考文献：

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