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模拟输入数字压力指示仪的校准

计量资讯速递
2020-11-25
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一、前言
目前，我国没有针对标准模拟电信号(如4mA～20mA)输入、显示相应压力数值的数字显示仪表的检定规程以及相应的不确定度分析资料，相关单位和企业想建立此计量标准就会非常困惑。本文对采用标准电信号(电压或电流)输入的数字压力指示仪表(以下简称“指示仪”)的校准方法及其测量不确定度进行分析，以供参考。
二、指示仪的组成及校准的主要参数
1.组成
数字指示仪表一般是由模数转换、非线性补偿及显示单元等部分组成。它以电信号为输入量，直接用数字显示被测量。
2.校准的主要参数
示值误差。
三、标准器的选择(见表1)

表1  标准器选择技术要求及用途

注:也可以选择使用符合相关技术要求的其他测量标准及其他设备。

四、校准方法

1.外观检查
目力观察。指示仪应外观完好，显示笔画及各种标志齐全，各功能键牢固可靠。
2.绝缘电阻
断开电源，使指示仪开关处于接通状态。同时，将各电路本身端子短路，对于采用(50～500)V电源供电的指示仪，必须采用额定直流电压为500V的绝缘电阻表(供电电源小于50V的指示仪采用额定直流电压为100V的绝缘电阻表)。按规定的部位进行测量，测量时，应该稳定5s后再读数。
3.绝缘强度
断开电源，使指示仪开关处于接通状态，同时，将各电路本身端子短接，按规定的部位，在耐压测试仪上试验。试验时，试验电压应从零开始增加，在(5～10)s内平滑均匀地升至试验电压规定值(误差不大于10%)，保持1min，然后平滑均匀降低电压至零，切断试验电源。
4.示值误差
(1)根据输入信号的不同类型分别进行接线。在符合环境条件下，接通指示仪电源，按生产厂家的规定时间进行预热，如无明确规定，一般预热15min。具有“调零”或“清零”功能的指示仪，允许在预热后、示值误差校准前进行调整，但在校准过程中不允许再调整。校准点为覆盖全量程的6个点，分别为量程的0%、20%、40%、60%、80%、100%。
 (2)按校准点逐点进行校准。根据各校准点对应的电信号数值，由小到大缓慢调整直流电流发生器(直流电压发生器、精密直流电阻箱)输出电信号，直至精密电流表(电压表、电阻箱)显示相应的校准点对应的电信号数值，读取被校指示仪的指示值并记录在原始记录上。如此逐点校准，直至测量上限点。如此重复进行两次测量。取两次测量的平均值作为该校准点的校准结果。平均值与理论示值之差为示值误差。
五、测量结果的不确定度评定
选取0.02级热工仪表校验仪作为计量标准器。建立相应的数学模型并计算出灵敏系数，分别计算热工仪表校验仪输出相应标准电信号(如:电流信号)带来的标准不确定度u1、指示仪示值重复性带来的标准不确定度u2，将上述两标准不确定度分量进行合成得合成标准不确定度uc，取包含因子k=2，计算得扩展不确定度:U=0.046(MPa)。
六、结束语
模拟输入数字压力指示仪的校准相对较为简单，重点为示值误差的校准。本文详细介绍了模拟输入数字压力指示仪主要参数的校准方法，为检测人员在今后的实际工作中提供了很好的分析思路。

END

本文刊发于《中国计量》杂志2016年第7期

作者：广西壮族自治区计量检测研究院 易杰 吴媚


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