JJF1664-2017温度显示仪表的校准

温度显示仪表的校准目录技术性能校准方法概述不确定度01概述何谓温度显示（指示）仪表何谓温度显示（指示）仪表何谓温度显示（指示）仪表何谓温度显示（指示）仪表接收模拟电信号或数字信号输入，指示出温度量值大小的仪表，常称为二次仪表。电信号来自于传感器或转换器，它们可能是：热电偶标准化热电偶非标准化热电偶热电阻半导体温度传感器集成温度传感器光纤温度传感器红外温度传感器温度转换器（变送器）……分类按显示方式分离散显示数字显示光柱显示（LED、等离子，等等）色带显示连续显示指针指示曲线棒图点阵介质：纸质和电子；后三种为记录形式分类按显示范围的方式分全量程显示偏差显示绝对量值相对量值分类按输入信号方式分模拟信号输入标准化（温度）信号Pt10、Pt25、Pt100、Pt500、Pt100、S、R、B、K、N、E、J、T、(0～5)V、(1～5)V、(0～10)mA、(4～20)mA非标准化温度信号钨铼热电偶、热敏电阻等半导体温度传感器数字信号输入分类按输入通道数量分单通道显示多通道显示分类按功能方式分单显示指示调节（控制、报警）模拟显示仪分类磁电系：基于电磁感应原理，指示机构基于张丝结构典型仪表：XC系列动圈仪表XCZ型：动圈式指示仪；XCT型：动圈式指示调节仪强力矩：采用集成电路，带前置放大器，指示机构基于游丝结构典型型号：TD、TE系列如：TDA、TDW、TEA、TED型等数字显示仪分类常规仪表采用分立元件和集成电路智能仪表采用CPU记录仪分类纸质记录仪典型产品：电子自动电位差计、自动平衡电桥记录纸质：圆图、长图等无纸记录仪调节仪表分类位式调节仪二位式三位式时间比例调节仪PID调节仪常规PID自适应PID专家PID模糊PID神经元控制仪智能调节仪……调节仪表分类位式调节位式控制是一种最简单的控制模式。以两位控制为例，控制作用是以输出变量为两种状态中任意一种形式出现的。这两种状态分别以继电器触点的接通和断开来体现，或者以高、低电平来体现。当输入量增加到tsw1≥tsp时（上行程），输出为高电平；当输入量减小到tsw2≤tsp时（下行程），输出为低电平。其中：tsw1、tsw2为上、下切换值，tsp为设定值。位式控制仪表的控制性能以设定点误差和切换差来衡量。设定点误差定义为，上、下切换值的平均值与设定点温度之差；切换差的定义为上、下切换值之差的绝对值。输出输入(温度)tsptsw1tsw2调节仪表分类──位式调节调节仪表分类时间比例调节时间比例控制是一种特殊的两位式控制，其输出状态的时间比值ρ（即继电器接通的时间间隔t1与接通t1和断开t0时间之和的比值）与输入温度值偏离设定值的大小有关。时间比例控制仪表的输出特性曲线如下图所示（只有在反馈型时间比例控制仪表中输出特性的上限和下限有较强的非线性）。011ttt调节仪表分类时间比例调节时间比例控制仪表的输出特性曲线如下图所示。当输入温度值小于设定值tsp时，时间比值ρ0.5（相当于加热功率大于50％）；输入温度值大于设定值时，ρ0.5（相当于加热功率小于50％）。对于时间比例控制的仪表，定义ρ＝0.5的输出状态为此类仪表的期望输出。调节仪表分类时间比例调节时间比例控制仪表的控制性能以设定点误差和比例带来衡量。仪表的设定点误差是以时间比值ρ为0.5输出状态时，输入温度值偏离设定值的大小来确定；输出状态被激励的温度范围用比例带来表征，比例带是控制特性中ρ值为0和1所对应的温度范围（必要时也可以用ρ值为0.1~0.9来确定实际比例带）。调节仪表分类时间比例调节调节仪表分类时间比例调节调节仪表分类常规PID调节比例积分微分（PID）控制的输出：与调节器的放大倍数有关；与偏差信号（输入信号与设定值之差）随时间的积分有关；与偏差信号随时间的变化率有关。是这三种因素线性组合的控制作用。输出信号有连续的和断续的。连续的通常以4mA～20mA的标准直流信号出现；断续的以高低电平或开关信号的时间比值的大小（ρ=0~1）出现。调节仪表分类常规PID调节输入为阶跃信号时的PID输出特性，如下图所示。当仪表的输出接入执行机构组成反馈控制系统后，被控的温度将逐渐接近设定温度，当偏差信号为零时，输出信号也就稳定在某一个数值上。调节仪表分类常规PID调节比例积分微分（PID）控制仪表的控制性能主要是静差，即输出稳定时输入温度与设定温度之差。此外，常规PID参数还包括比例带（P）、积分时间（TI）、微分时间（TD）型号命名以国产XM系列数显表为例测量范围测量范围测量范围测量范围准确度等级准确度等级由引用误差或相对误差表示与准确度有关因素的仪表，其准确度等级应从下列系数中选取：•0.01•0.02•（0.03）•0.05•0.1•0.2•（0.25）•（0.3）•（0.4）•0.5•1.0•1.5•（2.0）•2.5•4.0•5.0术语与定义测量范围能满足规定误差限的那部分显示范围显示范围显示能够达到的被测量的范围量程测量范围上限值与下限值的代数差术语与定义示值误差仪表的示值减去被测量的参考值术语与定义分辨力指示仪指示装置可有意义地辨别被指示量紧邻值的能力。分辨力对指示仪而言是个指定的理论值，不考虑工作期间诸如死去、单值性或回差的影响。术语与定义切换点（值）位式作用仪表中，输出从一种状态变换到另一种状态时，测得的输入信号（输入上行程或下行程）所表示的被控变量值。设定点（值）用来设定被控变量（或它所表示的信号）预期值的点（值）。术语与定义切换差位式作用仪表中，上行程的切换点与下行程的切换点之差。在具有报警功能的仪表中，又称消警范围。切换中点（值）位式作用仪表中，切换点上行程值与下行程值的中值术语与定义设定点误差输出变量按规定条件的输出值输出时，测得的输入信号所表示的被控变量值与设定点（值）的差值。设定点偏差输出变量按规定条件的输出值输出时，测得的输入信号所表示的被控变量值与指示相应设定点示值时测得的输入信号所表示的被控变量值的差值，即仪表所指示的被控变量示值与设定点（值）的差值。术语与定义时间比值在时间比例作用输出中，一个周期脉冲持续时间与持续、间歇时间之和的比值。时间比值的理论上、下限值应等于1和0。比例带（比例范围）在时间比例作用中，产生输出全范围变化所需的输入变化。术语与定义零周期在时间比例作用中，当一个周期脉冲中的持续时间与间歇时间相等时所测得的周期，即理想的时间比例作用仪表偏差信号为零时的周期。周期在时间比例作用中，任一个周期脉冲的持续时间与间歇时间之和。等周期在时间比例作用中，不同的时间比值时，其周期脉冲中的持续时间与间歇时间之和恒为常数的周期，当周期前未表明“零周期”的，均指等周期术语与定义回差（回程误差）仪表同一测量点上，上行程的显示值与下行程的显示值的差值上（下）行程输入信号增加（减少）仪表示值上升（下降）的过程。基本与原理正确使用正确连接输入信号具有测量端温度自动补偿的仪表，需要使用适配的补偿导线热电阻输入的仪表，必要时需要考虑补偿连接导线的电阻值。必要时，考虑屏蔽和/或接地主要标准主要标准有关标准主要标准主要标准02技术性能计量特性示值误差可用绝对量和量程的相对量表示。用绝对量表示不超过±K℃来表示用量程的相对量表示不超过±a%F.S来表示其中a为准确度等级，通常数字仪表有0.1、0.2、（0.3）、0.5、1.0级，模拟仪表有0.5、1.0、1.5、2.5、4.0级。不超过±（a%F.S+nd）或±（a%F.S+n℃）【针对数字仪表】计量特性回程误差上行程与下行程示值之差一般不超过示值误差绝对值的1/2。计量特性分辨力（1、2、5）×10n计量特性死区误差对于数显仪表而言，属于分辨力误差。一般不超过1个分辨力。计量特性示值重复性误差一般不超过示值误差绝对值的一半。计量特性零点漂移或短时间漂移1h内的示值变化，一般不超过示值误差绝对值的1/4；24h内的示值变化，一般不超过示值误差绝对值的1/3～1/2。计量特性设定点误差（偏差）、静差同示值误差切换差不超过设定点误差（偏差）绝对值的一半比例带4%、10%、20%零周期2.5s、5s、10s、20s、30s、40s、50s、60s技术要求绝缘电阻输入──输出端子输入──接地端子输入──电源端子输出──接地端子输出──电源端子电源──接地端子不得低于20MΩ技术要求绝缘强度输入──输出端子输入──接地端子输入──电源端子输出──接地端子输出──电源端子电源──接地端子施加1500V/500V、50Hz电源，历时1min，不得击穿或出现飞弧现象。技术要求外观无影响读数的缺陷各可调部件具有相应功能03校准方法校准条件标准器及其它设备选用的原则为：校准时由标准仪器及配套设备引入的扩展不确定度U(k=2)应尽可能小，以满足委托方对校准工作的要求。校准条件标准器及其它设备序号仪器设备名称技术要求用途备注1直流电阻箱准确度等级：不低于0.02级测量范围：18Ω~450Ω（配Pt100仪表的测量范围）模拟热电阻的输出，作为校准配热电阻仪表的标准信号源可以用满足仪表激励电流要求的温度校准仪。也可选用符合要求的其它设备。校准条件标准器及其它设备序号仪器设备名称技术要求用途备注2标准直流电压源或低电势直流电位差计准确度等级：不低于0.05级测量范围：0~80mV模拟热电偶的输出，作为校准配热电偶仪表的标准信号源。也可选用符合要求的其它设备。5校准条件标准器及其它设备序号仪器设备名称技术要求用途备注3温度校准仪模拟热电偶输出，准确度等级：不低于0.05级，模拟范围：（-200~2300）℃模拟热电偶的输出，作为校准配热电偶仪表的标准信号源。也可选用符合要求的其它设备。标准信号输出，准确度等级：不低于0.02级，直流电压：0V~10V，直流电流：0mA~22mA作为校准接受过程信号二次仪表的标准信号源校准条件标准器及其它设备序号仪器设备名称技术要求用途备注4专用补偿导线补偿导线应与校准时的热电偶分度号相配，并经校准具有校准时仪表所处环境温度的修正值。校准具有热电偶参考端温度自动补偿仪表时用的专用连线。50℃恒温器0℃恒温器的温度偏差不超过±0.05℃。恒温器可用冰点槽代替。校准条件标准器及其它设备序号仪器设备名称技术要求用途备注6专用连接导线三线制连接时，三根导线电阻之差应尽可能小。在阻值无明确规定时，可在同一根铜导线上等长度(通常不超过1m)截取三段作为连接导线。仪表输入端与直流电阻箱或温度校准仪之间的连接导线。7绝缘电阻表直流电压500V，10级测量仪表的绝缘电阻。校准条件环境条件环境温度：15℃～25℃；（具有参考端自动补偿的仪表在校准过程中，环境温度波动不超过1℃/10min。）相对湿度：45%～85%。环境条件应同时满足标准设备使用的相关要求。注：如不能满足标准器使用的环境要求，在不确定度评定时应考虑增加标准器不确定度的可能。校准项目校准项目示值误差检查项目绝缘电阻校准方法操作步骤绝缘电阻的测量，示值误差的测量。注：对于多输入的仪表，可根据委托方要求选择相应的输入信号进行示值误差的测量。校准方法绝缘电阻的测量用绝缘电阻表测量，测量时应稳定5s后读数：仪表金属外壳（或接地端子）与输入端子之间仪表金属外壳（或接地端子）与电源端子之间校准方法示值误差的测量标准器与仪表的连接选择热电阻测量温度时，根据实际使用要求选用三线制或四线制进行（R0大于500Ω的也可选用二线制进行）；选择热电偶测量温度时，具有参考端温度自动补偿功能的仪表，应选择匹配的补偿导线，与仪表输入端的连接应有良好的接触。校准方法示值误差的测量标准器与仪表的连接配热电阻仪表（三线制）的校准连接图直流电阻箱（或温度校准仪）配热电阻仪表专用连接导线输入端校准方法示值误差的测量标准器与仪表的连接配热电阻仪表（四线制）的校准连接图直流电阻箱（或温度校准仪）配热电阻仪表输入端校准方法示值误差的测量标准器与仪表的连接配热电偶仪表（无参考端温度自动补偿）的校准连接图标准直流电压源配热电偶仪表（无参考端温度自动补偿）铜