gbt .- 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第部分：参比条件下的试验

'GBT18271.2-2000过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第2部分：参比条件下的试验前言本标准是根据国际电工委员会通用性能评定方法和程序第部分为符合在引用标准一章中采用了指定的引本标准的附录本标准由国家机械工业局本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会本标准由上海工业自动化仪表研究所参加起草单位重庆工业自动化仪表研究工业自动化仪表研究机械工业自动化研究工业自动化本标准主要起草人参本标准委托上海工业自动化仪表研究所标准分享网www.bzfxw.com免费下载前言个由各个的世界性标准化组的目标是促进国际上对电工电子领域的有关标准化问题进行为了达到此目为了其他各种活动而出版托技术委员会进行所制定标准感兴趣的任何一个国家委员会都可以与和非官方组织也可以与国际标准化有关联系的国际机构方达成的协议紧密有关技术问题的正式各技术委员会代表了对这些问题特别关切的所有国这些决议和协议尽可能地表达了对所涉及的问题在国际上的一这些决议或协议以报告或导则的形式出标准的形式供国际上在此意义上为各国家委员会所为了促进国际上的统各国家委员会承诺在其国家或区域标准中最大限度地采用国标准与相应的国家或区域有不一致之处应在国家标准或区域标准中明确国际标准由业——————————————————————————————————————————————— 属本标准的文本以下列文件为依据有关表决批准本标准的详细情况可参见上表指明的表的总标题以下四部分组成第部分总则第部分参比条件下的试验第部分影响量影响的试验第部分评定报告仅供参引言制定本标准的本意并不是用本标准来代替现有的各种是打算供各技术委员会或其他标准化组织今后制定过程装置评定标准时作为一个参考文现有标准在制修定时都要考虑今后在制定新的相关标准时应以本通用标准化为依下所述凡本标准已标准应以引用本标准相关条文的方式加以规定或凡本标准未涉及的特定试验方法或试验程序应尽可能按本标准所述准则加以如果新制定标准在概念上或意义上引入与本标准内容有不一致之注明并说明理中华人民共和国国家标准过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第部分参比条件下的试验范围本标准规定了对过程测量和控制装置进行功能和性能特性试验以及编写试验报告本标准规定的试验方法和程序适用于任何一种试验或任何一类这些试验适用于任何具有特定的输入输出变输入输出变量之间具有特模拟装置和数字对于需要做特殊试验项目按照本标准并结合对此类特殊试验项目有专门规定的产品标准进行本标准第部分论述了在参比条件下进行引用标准——————————————————————————————————————————————— 下列标准所包含的条而构成为本标准的条本标准出版版本均为有所有标准都会被修各方应探讨使用下列标准最新版本的可室用电气设备安全要求第部分通用要求工业过程测量和控制术语和定过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第部分总则工业过程控制用电动和气动输入输出模拟信号调节器性能评定方法定义下列定义适用于中标有另有附加注被被号的定义与的定义一是在中变其值可变且通常可测出的量或如温批准实施标准分享网www.bzfxw.com免费下载其一个或多个参数载有信号所表示的一个或多个变量的信息的物理变所研究的量的限所限定的数值区给定范围限值之间的代设定代表参比变量的注它可以手动设定也可自动设定或程序设不精规定程序测试一个装置时所观察到的偏离规定特性曲线的最大正偏差和负被测变量的被测值与真值之间的代注当被测值大于真值时误差为正误差一般以相应理想量程的百分数表最大测量误差每一测量点上上行程或下行程平均值的最大正或负不一致性一致性的非线性线性度的注中有线性度的定义——————————————————————————————————————————————— 不一致性和非线性不包括回差不重复性见对重复性误差的定装置或仪表依据施加输入值的方向顺序给出对应于其输入值的不同输出值的特死输入变量的变化不致引起输出变量有任何可察觉变化的有限数值区可调性调整调节机构造成的输出的最小可能变时从输入变量产生变化的瞬间输出变量开始变化的瞬间为止的时间间见中图上升时在阶跃响由零开始的输出信号达到最终稳态值规定的小百分如瞬间起至第一次达到该最终稳态值的规定大百分如瞬间为止的时间间见中图建立时间从输入信号的阶跃变化起到由此产生的输出信号的变化偏离其最终稳态值不超过规定允差的瞬间为止的时间间本标准采用的允差为阶跃响应时间从输入信号的阶跃变化系统的输出变化第一次达到最终稳态值的时间间见图时间——————————————————————————————————————————————— 由阶跃或脉冲输入引起的一阶线性系统的输出完成总上升或总下降需的时瞬时过在阶跃响出变量偏离最终稳态值的最大瞬态偏差以最终稳态值与初始稳态值之差的百分数表意外事件评定期间发生的需要由制造厂修复的装置失常或意试验程序评定开始之造实验室与买户间商定的有关将要进行的试验和每项试验的条件的与精确度有关的因素试验程序和有关事项试验范围的选择对于具有切换范围或度盘设如被各个范围和设定值上重复被试装置是经过校准的则进行第一组试验时应不做任何准则测量时装置应在最少数量的校准设定值这是根据试验大纲要求确定装置在各种规定工作设定值下的性能所必需第对量程和范围下限值实际可调的装置进行试验时试验量可能会大得难以在这种情况先进行初步定改变量程和范围下限值对被测特性的够从少量的试验中可靠地推导出装置特性的情况能够删除试验大纲规定的某些例要量程保持范围下限值就不会对回差造成显著而往往可以从单一量程设定值的多次测量中断定同量程不同范围的但试验报告应指明每一个调整设定的被测参数相关便能参照装置的同一个调整值确定不精等各种量程和范围下限值调整器的设定——————————————————————————————————————————————— 除试验大纲另有规定与精确度有关的因素进行试验应设定在下列和四个设定值上当范围下限值调整器除了做制造允差的调整可做进一步调整按表进行表量程和范围下限值调整器的设定注有关动态能特性和漂移方面的试验请参阅本标准的相应条调整设定在制造厂的最大和最小值及一个中间值常只在无零点下降或提升的一个范围下限值上进行如果影响较显著则可能需要在最大和最小设定值上做进一步设试验大纲另有规定造厂设定的设试验大纲另有规定下限值应是制造厂设定的预调循环记录观察值之前被试装置应经过预在每个方向上作三个全范围行程的运设设标准分享网www.bzfxw.com免费下载测量循环和试验点的数量应验证被试装置在整个范围内增大和减小数值时考虑到中所列出的经济方面的循环和试验点的数量应尽可能最试验点的数量和位置应与试验的类求的精确度以及被评定的特性相协每一个预定试验点其上升和下降试验点的数两个点只在向下行程或上行程移动时才能测量循环和试验点的数量取决于所考虑试验的类特殊类型的装置另有规定值和位置见表具有数字输入或输出情况下的附加试验为保证协议者完全由被试装置供货方规定的需经过试验验通过试验确认被试装置在参比条件下能按协议规定正常在供货方规定的误差率应确定逻平还应对显示段缺损亮比度以及亮比度消失前的视角做应记录校正率并附显测量程序首先应测量输入量程面的第一个有效标度如输入量程的表——————————————————————————————————————————————— 试验开始时先产生一个相当于范围下限值的输入后将此输入信号缓慢增过第一个试验当稳定一段时间后记录输入和输出信号的相应然后使输入信号缓慢增过下一个试验点的定一段时间后记录输出信号的相应在每一个预定值上重复上述至达到输入量程的在此点上测量地将输入信号降低到量程的下一个试验值再依次降至其他每一个值直到降低至输入量程的而闭合一个测量表测量循环与试验点的数量和试验点的位置被测值的处理记录上行程和下行程各试验点上取得的输出信号值与相应的理想值之差作为输出输出误差一般应以理想输出量程的百分数表些如记录可调以标称输入量程的百分数表示更为便中的对于每一个试验从连续循环中分别获取的上行程和下行程误差的读数求出上行程及下行程的从这些平均值中得出该试验点的将由此获得的所有误差值列表平均值以图形表图确定与精确度有关的因素由于测量次数此必须以简单的数学方法而不采用统计学方法处理定与精确度有关的下列条文对不同的处理方法做了不精确度确定不精确度的方法是从表中分别选择任一试验循环中增加或减少输入时任一被测值对理想值的最大正和负想输出量程的百分数表示和列测量误差确定测量误差的方法是从表的平均上行程误差和平均下行程误差中选择偏离最大的正或负非线性对于出为线根据相应上行程和下行程平均误差的总的平均值绘制出曲线根据此曲线确定非线表和图表典型装置误差一览——————————————————————————————————————————————— 表平均曲线与选定直线之间的最大正或负偏差以理想输出量程的百分数表是非线与死区和回差无端基非线性画一条在范围上限值和范围下限值上与平均校准曲线相吻合的直线就可以确定端基非线注对于在工厂内进行校准并在现场进行调整的情况下只有端基非线性具有实际有时也可采用其他非线性表独立非线性在平均曲线上画一条直最大偏差为最小时就可以确定独立非线此直线不必是水平的或通过平均校准曲线的端零基非线性画一条直范围下限与平均校准曲线相吻合并使最大偏差为最小可以确定零采用说明原文有标准分享网www.bzfxw.com免费下载基非线图误差曲线不一致性出为非线可采用术语不一致不一致立不一致性和零基不一致不一致性采取与非线性相同的程序确定和表回差——————————————————————————————————————————————— 回差是同一试验点上任何一个试验循环中相邻的上行程输出与下行程输出之直接从表所示的偏差值中确从全部试验循环中观察到的最大值以理想输出量程的百分数表列入试验如有需给定试验点相应回差值中减去死区值就可确定滞环最大值可以按理想输出量程的百分数表列入试验注死区可通过所述的常规死区试验法加以确定不重复性不重复相同的输入值从一个方向做全范围移动短时间内对输出做多次连续测量取得的极限值之间的代不重复性通常以理想输出量程的百分数表不不重复性直接从表中确别考虑上行程曲线和下行程任何一个输入值的各个输出值之间以理想输出量程的百分数表示的最大从上行程值或下行程值中得出的最大值就作为不重复性列入试验测量结果的表示方法试验期间取得的测量结果应该以与表和图相对应的图表表列入试验采用说明原文有不精测量一致性以及回差和不重复性的值应根据确表格形式列入试验与精确度有关因素的对应值由制造厂数值应以表格形式列于试验确定的数值制造厂可能会把与精确度有关的项目表示为不精和不重复测量回差或非线一致和死确定死区的特定试验程序和有关事项选择试验范围和预调测量死区所采用的范围及预调方法与测量程序除已知死区不明显外应按应在量程的各测量三次死区个试验点上按下列程序中确定与精确度有关因素的范围和方缓慢增减试装置的输入变至观察到可察觉的输出变记录输入缓慢减增直至观察到可察觉的输出变化——————————————————————————————————————————————— 记录输入在每一个方向的全范围移动中至少各试验点必需观察和记录好五输入信号发生变化的增述是该点的死测量结果的表示方法每一试验点的最大死区值应以理想输入量程的百分数表示以表格形式列入试验试验报告应将总的最大值作为该被试装置的死如果制造厂规定了死区值应列入试验确定的数值动态特性概述这一部分的目的是提供数一种统一的可比较方式来表征被试装置的动态正弦波和阶跃输入信号可按要求用于动态响通常正弦波试验数据最适用于数学分问题的图解以及线性系统动态性能的表阶跃试验能实现对时滞的测量并对被试装置的非线性做为使试验的次数切合实中的要求绝大多数装置只需采用一个输出负载值和最少量的输入信号组已知从规定的阶跃和正弦波试验中取得的数据还不足以完整地描述被试装置的非线但本标准旨在提供适用于确定简单装置的动态特性的可比较数据和复杂装置定性表特殊情况大纲可以规定更为详细注规定的输出负载和输入信号电平足以为最常见的试验要求提供有效数据和在受异常大且变化不定的信号作用方面的定性表通用试验程序和有关事项试验时量程应调整到约为最大与最小量程的平均值范围下限值大致设定在其允许调整范围的中如果具备可调功改变被试装置的动态特时应将这些调整器首先设定为其影响最小必要后再设定为其标准分享网www.bzfxw.com免费下载——————————————————————————————————————————————— 对电输出装置进行动态性能评估试验时可在电阻负载上跨接一个的实际负载试验大纲规定有其他值的频率响应由一个函数发生器在被试装置的输入上施加一个正弦正弦信号的峰峰幅值应不超过量程的或饱出衰减到小于其初始幅值的电容器来模拟电输出上须能满足有效测量的需引起输出的失真输入信号的频率应从低到足以确定静态增益的初始值起以增量方式递增到一个较高的频输者相位滞后为在每一个频率阶跃少应同时记录一个完整的输入输出这些试验的结果应以图解法按下列形式表图图频率响应两例在对数标度上依据频率绘出相对零频率增益的增益在对数标度上依据频率绘出输入输出之间的相位滞从图中得出以下结果相对增益为相位滞后为时的频率的频相位滞后为的频最大相对增益和相对应的频率及相位注上述推荐频率范围和阶跃不适用于控制阶跃响应在被试装置的输入上施加一系列的阶跃变被试装置的响应时输入的上升时间应该输入阶跃与输出响应应该记录在一施加的输入阶跃如下所示——————————————————————————————————————————————— 相当于出量程的出从化至后从相当于出量程的一系列出按下列顺序向上和向下变化应测量每一种试验条件下输出达到并保持偏离最终稳态值在输出量程的时时应说明时滞和瞬时过有的总图注也可以测量阶跃响应时间或时间常数图阶跃输入响应两例标准分享网www.bzfxw.com免费下载功能特性概述仅有某些试验项目要求被进行这些试验时增益量程应调整到约为最大与最小量程的下限值大致设定在其允许调整范围的中后再进一步确定每一项试验各自的其他设定电动装置的输入电阻本试验适用于电压或电流输入定装置输入端对直流输入信号呈现的有效电试验采用如图所示的配电平图值根据下试计算出输入电阻式中电电试装置的电压输入电阻两端的电压输入电阻试验配置试验时在装置的输入电路上串接一个电此串接电阻两端的电压后测量此电阻的实际电动装置的绝缘概述这些试验仅仅是简单的电气安全列入这些试验的目的既不在于对装置的安全性能做正式评估也不准备将试验结果作为设计规对于全面考虑装置设计中有关安全方面的问题可参阅目的主要是确定电路对装置外壳的绝缘程度以及电路与外壳之间在承受较高电压——————————————————————————————————————————————— 时装置的本质安全装置的绝缘必须具备足以防止击穿的绝缘强度和防止过量泄漏电流或热击穿的绝缘电在对绝缘进行型式试验之温度为型装置为干燥箱内放置后在温度相同而相对湿度环境下再放随后的试验过程中均应保持此湿试验应在高相对湿度条件下绝缘电阻被试装置按正常工作状态准测量每一个对地绝缘的输入和输出电路的绝缘电试验应在不接通电源的被试装置上进行依次在短路的出或电源各端子与接地的外壳之间施加直流试验电为避免电压冲击施加的试验电压应逐渐升高到规定成试验以后应逐渐另有约定公称直流试验电压应为在施加规定试验电压至少绝缘电阻值应列入试验绝缘强度试验电压的有效值应参照被试装置的额定电绝缘电和制造厂规定的安全等加以确表出和电源各端子与地每次试验不直接涉及的机箱和端子应连在一起接电源频表或试验时被试装置装入机不接通电源将试验电压依次施加在短路的输试验电压实质上是正弦波交流电率为绝缘强度试验电压逐步升高试验电压至规定值并保持试验期不出现击穿或功耗——————————————————————————————————————————————— 电功耗压上升时应不出现明显的瞬本试验在导致被试装置功耗最大的输入和负载条件下如果是交流供电应测量消耗的伏需考虑测量有测量应在公称电压和频率以及制造厂规定的最高电压和最低频率下如果是直流供电应在公称电源电压下测量消耗的瓦耗气量本试验是在稳态输入条件下测量被试装置的耗气测量出应接至一密封的容保输出无空气流应在公称气源压力并记录导致最大耗气量的输入时的耗气耗气量应记见的输入信号测量并记录输出的任何纹波含量的最大峰直流电输出装置的输出纹波应在最小和最大负载峰值和主频率气动装置的气流量特性初始设定气流量特性是输出的输出气流量与输入偏差图注通常只要以一个量程为增益的变化只会影响输入标度而不会影响特性的波形或最大气流量个推荐供气压力值就能测出气流量特流量值如有需要还可在规定最大和最小供气压力条件下测量最大输出气输出管线上宜安装气装方式如图应确保管道配置不影响试验结特别要避免径保试验使用的气源减压器的流通能力大于制造厂规定的被试装置的最大输送流关于量程的两个阀图被试装置做必要的预调然后固输入信号使输出信号等如有需在出设定上重复读出输入信号调整值作为标准分享网www.bzfxw.com免费下载图测量气流量特性的试验配置输送流量确保阀关逐渐打开成一个小输送流量重新调整输入下此值作为由下式确定输入信号的偏差输出——————————————————————————————————————————————— 与量程的以相同方式将流量增大至最大流量示出输入信号偏差的不连续重新关闭阀最大输送流量输出重新平衡到量程的一先前值的最大流注增大的流量超过了此值会导致输出值降低无法通过进一步调整输入新平排出流量确保阀关逐渐打开试装置输送一个小排出流量按输入的最大排出流量输出重新平衡到量程的数据表示法数据必须按图的方式标所述程序确定达到最大流量一先前值的最大流新平注增大的流量超过了此值会导致输出值升高且无法通过进一步调整输入图典型的气流量特性根据试验结果图表确定以下内容最大输送流较小输送流量时的最大排出流较小排出流量时的偏差输出继动死区的高是图百分送或排气流输出继动死区所示流量特性中的突记度和压流量调整后的增益和气源压力值也应列入试验范围下限值和量程的调整极限——————————————————————————————————————————————— 范围下限值和量程的调整可分为两类是为补偿制造允差或其他小偏差而设计的调整另一类是为提升或下降输入信号范围以适应规定输出范围而设计的在某些情况允差的调整是由制造厂进行好密如果调整器可供用户必须经过试验以确定调整极定范围下限值和量程调整极限的试验应包括对范围下限值和量程调整的四种极端设定组如果被试装置有独立的提升和下降结合调整被试装置范围下限值的试验对此性能进行一次在对各个范围下限值调整有附加影响的方向上把提降调整设定在每一个极端值此方法能确定被试装置的绝对范围下限值调整能切换差本试验所确定的是刚好能触发切换动作的输入值与刚好能撤消切换动作的输入值之差中图试验至少应在输入量程的三个切换点应逐渐改变输入至触发切然后反向逐渐改变输入至撤消切两个输入电平的代数差就是切换想输入量程的百分数表如果具有切换差可调的切以最小和最大切换差调整值进行漂移始动漂移本试验应测量被试装置接通能源以后输出的变试验之试装置应不接通能源置于周围环境条件或制造厂推荐的条件下至少量程应调整到约为最大与最小量程的下限值大致设定在其允许调整范围的中接通被试装置能其施加一个输入信号并监视输到输出稳期最长记录测量将输出达到并维持在制造厂规定的极限范围内所需的时间作为始动漂移列长期漂移量程应调整到约为最被试装置工作有可信号应稳定维持在相当于量程的——————————————————————————————————————————————— 大和最小量程的下限值大致设定在其允许调整范围的中对于具有间歇或采样者不能维持恒定试验输入些分析天至少应施加一次相当于量程的最好每个工作日都测量输入和输通过计算输入的任何微小变化确定并修正输出必须注意不使除时间以外的周围环境条件引起的变化掩盖长期漂移的天试验周期开始之前及结束之后立即测量并记录范围下限值标准分享网www.bzfxw.com免费下载附录参考文献电工电子产品基本环境试验规程电工电子产品基本环境试验规程低温试验方法温试验方法试验试验和导则倾跌与翻和导则振电工电子产品环境试验第二部分试验方法用于设备型样电工电子产品环境试验第二部分试验方法电工电子产品基本环境试验规程度变化试验方法工业过程测量和控制系统用电动和气动模拟记录仪和指示仪性能评定方法电磁兼容性试验和测量技术电磁兼容电磁兼容静电放电抗扰度试验试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验第部分气候条件工业过程测量和控制装置工作条件工业过程测量和控制系统用位式控制器性能评定方法———————————————————————————————————————————————'