数字多功能巡检仪校准规范doc-辽宁省质量技术监督局.docx

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1、JJF辽宁省地方计量技术规范 JJF（辽）76-2009数字多功能巡检仪校准规范Calibration Specification of Multi-function digital measuring instrument2009-11-18发布 2010-03-01 实施辽宁省质量技术监督局发布JJF(辽)762009数字多功能巡检仪校准规范Calibration Specification of Multi-JJF(辽) 762009function digital measuring instrument 本规范经辽宁省质量技术监督局2009年11月18日批准，并自2010年03月01

2、日起施行。归口单位：辽宁省质量技术监督局起草单位：阜新市计量检定测试所本规范技术条文由起草单位负责解释JJF(辽)762009本规范主要起草人：高淑媛（阜新市计量检定测试所）水香芝（阜新市计量检定测试所） 徐杰 （辽宁省产品质量监督检验院） 刘欣菊 （葫芦岛市计量所）本规范参加起草人：张久和（阜新市计量检定测试所）张永芹（阜新市计量检定测试所） 卢相宏 （阜新发电有限责任公司） JJF(辽)762009目录1 范围（1）2 引用文献（1）3 概述（1）4 计量特性（2）4.1 功能性检查-（2）4.2 安全性能检查 （2）4.3 示值误差 （3）5 校准条件（3）5.1 环境条件 （3）5.2

3、 校准设备 （3）6 校准项目和校准方法（4）6.1 外观检查 （4）6.2 显示功能的检查 （4）6.3 巡检周期的检查 （4）6.4 绝缘电阻的检查 （4）6.4 绝缘强度的检查 （5）6.5 示值误差校准 （5）7校准结果表达（8）7.1 校准记录 （8）7.2 校准结果处理 （8）8 复校时间间隔（8）附录A 校准记录格式（9）附录B 校准证书内页格式（11）附录C数字多功能巡检仪示值误差测量不确定度评定（12）JJF(辽)762009JJF（辽）762009数字多功能巡检仪校准规范1范围本规范适用于新制造、使用中和修理后的配接一组温度传感器，并具有模拟数字转换器的数字多功能巡检仪（以

4、下简称巡检仪）的校准。也适用于以直流电流、电压和电阻作为模拟电信号输入以数字形式显示被测参数（如温度、压力、流量、液位等）巡检仪的校准。2 引用文献JJF 11712007 温度巡回检测仪校准规范JJF 10591999 测量不确定度评定与表示JJG 6171996 数字温度指示调节仪检定规程JJG 8752005 数字压力计检定规程JJG10032005 流量积算仪检定规程JJG9712002 液位计检定规程JJG 3511996 工作用廉金属热电偶检定规程JJF10712000 国家计量校准规范编写规则使用本规范时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。3 概述巡检仪的校准过程分两种情况：

5、（1）配接温度传感器巡检仪的示值误差校准；（2）输入模拟信号（即输入直流电流、电压及电阻信号）显示各种参数的巡检仪示值误差校准。巡检仪由测量显示打印仪表或配接一组温度传感器组成，其典型结构如图1所示。传感器1多 路 转 换 开 关显 示 及 打 印A/D 转 换信 号 调 整 传感器2传感器n 图1 巡检仪典型结构图 巡检仪按使用功能一般可分为以下二种形式：（1）显示温度、压力、流量、液位等参数，具有数据存储、记录打印功能；（2）配接一组温度传感器显示温度，并存储数据、记录打印等功能。 4计量特性4.1功能性检查4.1.1 外观巡检仪的外形结构应完好。说明功能的文字符号、标志、图形、数字和物理

6、量代号等应符合相应的标准，并应清晰、端正。巡检仪各部位开关、按键操作应灵活可靠。倾斜时内部不应有零件松动的响声。巡检仪传感器的金属（或塑料）封装应密封良好，传感器的引线接插件应接触良好。传感器所使用的保护管及引线应能承受相应的使用温度。4.1.2 显示功能巡检仪应具有相应的显示功能：如欠电压指示、最大值/最小值记忆、华氏/摄氏温度转换、温度、压力、流量、液位等任一参数的量程设置和显示相关量单位的设置，以及显示分辨力的转换、复位、通讯、记录等。显示功能的检查，应在电源接通情况下进行，其显示数字及图像应清晰、无叠字。亮度应均匀，不应有缺笔画或无测量单位等现象，小数点和状态显示应正确。巡检0以下温度

7、时，应显示“”的极性符号；当超出测量范围或传感器发生故障时，应显示过载符号及相应的通道号，如有报警装置，应同时发出报警信号。4.1.3 具有记录打印功能的巡检仪，不得有错打、漏打或打印不清等现象。4.1.4 巡检周期 巡检仪在各通道满足示值误差要求的前提下，从第一通道巡检到最后一个通道所使用的时间为一个巡检周期。巡检周期应符合巡检仪说明书上给出的指标要求。4.2 安全性能检查4.2.1 绝缘电阻在环境温度为（1535），相对湿度4575条件下，巡检仪的电源端子外壳、传感器电源端子之间的绝缘电阻应符合表1的要求。表1 各端子间绝缘电阻技术要求试验部位技术要求电源端子外壳20M传感器电源端子 4.

8、2.2 绝缘强度 在环境温度为（1535），相对湿度4575条件下，电源端子外壳、传感器电源端子之间施加表2所规定的频率为50Hz的试验电压，保持1min，应无击穿、电晕和火花，巡检仪应能正常工作。表2 试验电压试验部位试验电压（V）电源端子外壳1500传感器电源端子1000 注：4.2.1和4.2.2项只对使用交流电源供电的巡检仪进行检查。4.3 示值误差巡检仪各通道的示值与实际值的差值为巡检仪示值误差。用以下两种形式之一表示。4.3.1用与被测量值有关的量程和量化单位表示方式 （aFSbd） （1）式中：允许误差（应化整到末位数与分辨力相一致）， ；a准确度等级；FS巡检仪测量参数的量程，

9、即测量范围上、下限之差， ；b在数字化过程中产生的量化误差，一般为1；d输出信息末位1个字所表示的值, 。 4.3.2 直接用被测参数允许的误差值表示方式 =N （2）式中：N被测参数的最大允许误差值， 。注：以上公式中涉及到的被测参数单位 ，根据巡检仪的每一通道选择的测量参数而定。 5校准条件 5.1环境条件校准时环境温度：（205），相对湿度：4575。电源电压变化不超过额定电压的1%，电源频率变化不超过额定频率的1%。对于电池供电的巡检仪，在校准时电池电压应在巡检仪能够正常工作的范围之内。对使用热电偶作温度传感器的巡检仪需远离热源，环境温度相对稳定。5.2 校准设备校准设备选用原则：由标

10、准器及配套设备引入的扩展不确定度(=2)应小于被校巡检仪允许误差绝对值的1/3。5.2.1 标准器与配套设备标准器与配套设备见表3表3标准器与配套设备序号仪器设备名称技术要求用途1标准水银温度计测量范围：（-60+300）标准器（也可以使用准确度等级不低于上述要求其他标准器）2标准铂电阻温度计测量范围：（0419.527）以及配套电测设备3标准铂铑10-铂热电偶测量范围：(3001300) 以及配套电测设备4直流电阻箱测量范围：（0400） 准确度等级：0.01级5热工仪表校验仪测量范围：（022）mA （010）V 准确度等级：0.01级6恒温水槽工作区域水平温差工作区域最大温差温度波动度温

11、度源（也可以使用准确度等级不低于上述要求其他温度源）0.020.040.05/10min7低温恒温槽、恒温油槽工作区域水平温差工作区域最大温差温度波动度0.050.100.05/10min8管式炉检定炉常用最高温度为1100，最高均匀温场中心与炉子几何中心沿轴线上偏离不大于是10mm；在均匀温场长度不小于60 mm，半径为14 mm范围内，任意两点间温差不大于1。9冰点器测量零点10绝缘电阻表额定电压为500V 准确度等级:10.0级测量绝缘电阻11耐电压试验仪输出电压大于1500V 功率不低于0.25kW测量绝缘强度12读数望远镜放大倍数5倍以上读数装置13秒表最小分度值不大于0.1s测量巡

12、检周期6校准项目和校准方法6.1外观检查巡检仪的外观用目测法检查应符合4.1.1。6.2显示功能的检查接通巡检仪电源，检查各部件开关，按键操作应灵活、可靠，在选定测量参数所规定的状态下应具有相应的功能。配接温度传感器的巡检仪显示功能的检查：将温度传感器插入低温槽中，此时应明显地观察到巡检仪温度显示值由室温变化到负温度值，并显示“”的极性符号及相应的通道号和温度值。再将温度传感器插入超过巡检仪设定的上限温度中，巡检仪应明显地显示出过载的符号及相应通道号。此项可在所有通道内任选一巡检点作单点考核，也可与示值误差同时进行。6.3 巡检周期的检查 巡检仪的巡检周期，可在测量范围内的任一参数测量状态的校

13、准过程中进行。当显示第一巡检通道及相应的参数时，同时启动秒表，直到显示最后巡检通道及相应的参数值时停止计时。重复测量2次，取2次测量的平均值作为巡检仪的巡检周期。6.4 绝缘电阻的检查巡检仪的绝缘电阻用额定直流电压为500V的绝缘电阻表检查。检查时，切断外部电源，并将巡检仪电源开关置于接通位置，按4.2.1条款规定的部位进行检查，检查时，应稳定5s，读取绝缘电阻值。6.5 绝缘强度的检查检查时，将巡检仪与外部电源切断，并将巡检仪电源开关置于接通位置，按4.2.2条款规定的部位，在耐电压试验仪上进行检查。检查时试验电压应从零开始增加，在（510）s内平滑均匀地升至试验电压规定值（误差不大于10）

14、，并保持1min，最后使试验电压平稳地下降为零,切断试验电压，应符合4.2.2条款的规定。注：为保护巡检仪在试验时不被击穿损坏，可使用具有报警电流设定的耐电压试验仪。设定值一般为10mA，使用该仪器时，以是否报警作为判断绝缘强度合格与否的依据。6.6示值误差校准6.6.1 预热、预调接通巡检仪电源，预热30 min，具有零点（或下限值）、量程可调的巡检仪，在校准前按说明书要求调整各通道的零点（或下限值）及量程。在校准过程中不得调整。对具有外部“调零”及“调满度”的巡检仪，允许在预热后进行调整。对配接温度传感器的巡检仪，应先将巡检仪温度传感器置于具有零位和满度值的恒定温度的温度源内，待温度传感器

15、与温度源内温度充分稳定后，调整巡检仪显示温度的零位和满度值，使零位和满度值均符合4.3款的要求。6.6.2 校准点选择 巡检仪示值误差的校准点应均匀地分布在整个测量范围，包括零点和上、下限值在内不得少于5个点。在特殊情况下，可根据用户要求选择校准点，但不得少于3个校准点。6.6.3 校准顺序先校准测量参数起点，再分别向上限值或下限值逐点进行校准。a 配接温度传感器的巡检仪的校准1) 配接温度传感器的巡检仪零点的校准配接温度传感器的巡检仪，应先校准零点。零点示值的校准应在冰点器中进行，将巡检仪温度传感器插入冰点器中，使用冰点器时其工作端距冰点器底部、器壁不得少于20mm，待示值稳定后即可读数。2

16、) 配接温度传感器的巡检仪其它各温度点的校准2.1) 300以下各温度点的校准 300以下各温度点的校准均在恒温槽中，采用比较法进行。将巡检仪温度传感器放置在玻璃试管中，玻璃试管的内径应与传感器直径和宽度相适应。将标准器和装入玻璃试管的温度传感器直接插入恒温槽内校准，被校巡检仪温度传感器插入深度不应少于300mm。为了消除玻璃试管内空气对流，需用棉花塞紧管口。恒温槽温度偏离校准点不超过0.2（以标准器为准）。在校准点稳定20min后开始读数。其读数顺序：标准巡检1巡检2巡检n标准标准巡检n巡检2巡检1标准读数时，令巡检仪在所有通道巡回检测两个周期（即测量每个通道的显示值不少于两次），并记录或打

17、印各通道显示的温度值，取各通道两次读数的平均值与实际温度的差值来确定该校准点的示值误差。两次读数的时间间隔要大于或等于被校巡检仪的巡检周期。读数过程中槽温应恒定或缓慢、均匀地上升。被校巡检仪在读数过程中波动量不能大于两个分辨力，波动量以偏离波动中心值的大小来衡量。用恒温水槽或酒精低温槽校准时，对密封良好的温度传感器可不用玻璃试管，将温度传感器固定后直接插入槽内校准其它各点。2.2) 300以上其它各温度点的校准300以上各温度点的校准均应在管式炉中进行。将被校巡检仪的温度传感器，均匀的分布在套上高铝绝缘管（或石英玻璃管）标准器的周围，用细镍铬丝捆扎成束，其直径不大于20mm。捆扎时标准偶和被检

18、偶的测量端应处于同一截面上。将捆扎成束的标准器和巡检仪温度传感器装入管式炉内，测量端应处于管式炉最高均匀温区中心，标准器应与管式炉轴线位置一致。管式炉炉口沿捆扎束周围，用绝缘耐火材料堵好。校准炉恒定温度偏离校准点不超过2（以标准器为准）。当炉温变化不大于0.1/min时,开始读数。其读数顺序和方法同6.6.3款中的2.1）。整个读数过程中炉温变化不得超过0.5（若在读数过程中炉温变化超过0.5，则应对该巡检仪在温度点重新校准）。用同样方法依次校准其它各点。b 输入模拟直流电流、电压或电阻信号显示各种参数巡检仪的校准 从下限开始增加输入信号（上行程时）至上限，分别给巡检仪输入被校准点显示参数所对

19、应的电量标称值，读取巡检仪对应通道显示的参数值。然后减少输入信号（下行程时）至下限，分别给巡检仪输入各被校参数所对应的标称电量值，读取巡检仪对应通道显示的参数值。下限值只进行下行程的校准，上限值只进行上行程的校准。取校准中误差最大的值作为该巡检参数的误差。注1：巡检仪做流量参数巡检时，可以设定小信号切除。小信号切除功能的校准方法：将输入信号由下限值缓慢增加，使瞬时流量值突变到某值，此时的输入信号即为输入信号增大时的切除点。然后将输入信号缓慢减少，使瞬时流量值由某值突变到下限值，此时的输入信号即为输入信号减少时的切除点。注2：可以根据具有标准器的数量及标准器的输出功能分几次校准全通道。6.6.4

20、 示值误差计算a 配接温度传感器示值误差的计算 （3）式中：巡检仪某通道温度参数示值误差，（）；. 巡检仪某通道温度参数示值平均值，（）； 温度源实际温度，（）。1 ) 采用二等标准水银温度计作标准器时，温度源实际温度的计算： （4）式中: 标准水银温度计的示值平均值（）； 标准水银温度计证书示值修正值（）。2) 采用二等标准铂电阻温度计作标准器时，温度源实际温度的计算： (5)式中： 标称温度值（）； 二等标准铂电阻温度计在温度时读出的电阻平均值，（）； 二等标准铂电阻温度计在水三相点测得的电阻值，（）； 二等标准铂电阻温度计证书上给出的在温度时的电阻比； 二等标准铂电阻温度计证书上给出的电

21、阻比，在温度时随温度的变化率（/）。3) 采用标准热电偶作标准器时，温度源实际温度的计算： = + （6） 式中： 标称温度值（）；标准热电偶证书上给出的在温度时热电动势值，（V）；标准热电偶在校准温度点附近测得的热电动势平均值，（V）；标准热电偶在某校准点温度的微分热电动势,（V/）。b 温度、压力、液位、流量参数（即输入模拟信号）巡检仪的示值误差的计算： （7） 式中：巡检仪某通道显示参数示值误差， ； 巡检仪某通道显示参数平均值， ； 标准器输入的电量值所对应的巡检仪显示参数， ； 巡检仪显示参数的量程范围， 。6.5.7 数据修约依据被校巡检仪参数显示分辨力的不同，采用相应的修约原则，

22、对数据进行修约。可修约至与被校巡检仪参数显示分辨力一致。7校准结果表达7.1校准记录校准记录参考格式见附录A1、附录A2。7.2校准结果的处理校准结果应在校准证书反映。校准证书内页格式见附录B。8复校时间间隔巡检仪的复校时间间隔可根据具体使用情况由用户确定，建议复校时间间隔最长不超过1年。附录A1原始记录参考格式委托单位： 地址：仪器名称证书编号制造厂型号出厂编号标准器名称标准器编号有效期至测量范围不确定度或准确度等级校准依据温度湿度%RH校准日期 年 月 日有效期至 年 月 日周期标准温度计示值/巡检仪各通道示值/标准温度计示值/校准点/12-n12平均值修正值实际值巡检仪示值误差/12平均

23、值修正值实际值巡检仪示值误差/外观显示功能巡检周期绝缘电阻绝缘强度校准员核验员附录A2 原始记录参考格式委托单位： 地址：仪器名称证书编号制造厂型号出厂编号标准器名称标准器编号有效期至测量范围不确定度或准确度等级校准依据温度湿度%RH校准日期 年 月 日有效期至 年 月 日周期标准器示值（ ）巡检仪各通道示值（ ）标准器示值（ ）校准点/12-n12平均值修正值实际值巡检仪示值误差（ ）12平均值修正值实际值巡检仪示值误差（ ）外观显示功能巡检周期绝缘电阻绝缘强度校准员核验员 附录B校准证书内页格式 证书编号：校准所使用的主要测量设备；标准器名称标准器编号测量范围不确定度或准确度等级或最大允许

24、误差检/校证书有效日期至校准的环境条件 温度： 湿度： %RH测量结果的扩展不确定度： 校 准 结 果1.示值误差 通道号校准点（ ） 示值误差（ ）12-n2.外观检查3.显示功能检查4.巡检周期检查5.绝缘电阻检查6.绝缘强度检查注：第26条应填写检查结果是否符合规范相关条款的要求附录C 巡检仪测量结果不确定度分析实例附录C1数字温度巡检仪示值误差测量不确定度评定C1.1 测量方法 本方法适用于二等标准水银温度计校准巡检仪（测量温度参数）巡回检测仪测量结果的不确定度分析（以分辨力为0.1的温度巡回检测仪第个通道在温度校准点50的测量结果为例）。C1.2 数学模型 式中：巡检仪某一通道的测量

25、误差（） 巡检仪某一通道的测量平均值（） 标准水银温度计的4次读数的平均值（） 标准水银温度计证书示值修正值（）C1.3 灵敏系数 =1 =-1 =-1 C1.4 根据数学模型列出各个不确定度来源标准装置在测量各个温度时的不确定度来源见表C1.1 表C1.1 标准装置在测量各个温度时的不确定度来源 输入量序号不确定度来源测量重复性（包括巡检仪自身的短期不稳定性和恒温槽的波动性）温场不均匀性分辨力引入测量重复性标准温度计修正值引入C1.5评定各输入量的标准不确定度C1.5.1 计算不确定度分量评C1.5.1.1 计算重复测量引入的不确定度分量选三台足够稳定的巡检仪（编号为1，2，3）作为被测对象

26、，一周时间内在50重复测量，各得到10个观测值（标准读数和被检读数之间的差值），见表CA.2。表C1.2 重复性得到的观测值（以分辨力0.1为例） /读数次数5012310.30.40.320.30.40.330.40.30.440.40.30.350.30.30.360.40.40.470.40.40.380.30.40.490.40.30.4100.30.40.40.0530.0520.053合并以上样本偏差得到: = 0.053 获得各点合并样本偏差以后，所建立的标准装置在实际测量中对被测量进行了2次重复测量,以2次测量的平均值作为测量结果,所以 = 0.053 /= 0.037 C1.

27、5.1.2 温场不均匀性引入的不确定度分量恒温水槽工作区域最大温差不超过0.01 ，按均匀分布： =0.01/=0.006C1.5.1.3 分辨力引入的标准不确定度仪表分辨力引入误差区间的半宽为分辨力的1/2，按均匀分布（分辨力为0.1）： =0.1/2=0.029 =0.047C1.5.2 标准器 引入的不确定度分量二等标准水银温度计在50的修正值引入的不确定度： =0.013 注:二等标准水银温度计的估读误差可以忽列不计。C1.6 合成标准不确定度 = =0.049 C1.7 扩展不确定度取包含因子：=2温度巡回检测仪在50的测量结果不确定度: =0.098 附录C2C3输入标准模拟信号的

28、数字巡检仪示值误差测量不确定度评定C2.1 测量方法本方法适用于选用热工仪表校验仪，校准输入标准模拟信号（010mA或420mA）的巡检仪，巡回显示温度、压力、流量、液位等参数时校准结果的不确定度评定。数字巡回检测仪表的显示范围可以有多种，巡检仪的允许误差以：（aFSbd）表示，a准确度等级，FS为巡检仪测量参数的量程，即测量范围上、下限之差。b为仪表的分辨力，d为输出信息末位1个字所表示的值。 本次评定对象：以输入420mA（配用差压变送器为例），分辨力为0.001t/h的流量参数时，巡回检测第个通道在流量校准点10.000t/h的校准结果。C2.2 数学模型 （1）式中： ：瞬时流量的积算

29、误差t/h ：被检表瞬时积算的实测值t/h：瞬时积算的流量标称值t/h：在设定状态下最大瞬时流量t/h。C2.3 根据数学模型列出各个不确定度来源标准装置在测量各个流量点时的不确定度来源见表CB.1 、表C2.1 标准装置在测量各个温度时的不确定度来源 输入量序号不确定度来源测量重复性分辨力引入标准器引入C2.4 评定各输入量的标准不确定度C2.4.1 计算不确定度分量 C2.4.1.1 计算重复性引入的不确定度分量选三台足够稳定的巡检仪（编号为1，2，3）作为被测对象，流量测量范围为010t/h。在10（t/h）点重复测量，各得到10个观测值（流量标准值和被检流量之间的差值），见表C2.2。

30、见表C2.2 重复性得到的观测值（以分辨力0.001为例） /（t/h）读数次数5012310.0030.004000420.0040.0040.00530.0040.0030.00440.0050.0030.00350.0040.0050.00460.0050.0050.00470.0030.0050.00480.0040.0040.00390.0030.0050.005100.0030.0050.0040.00080.00080.0007合并以上样本偏差得到: = 0.00077 （t/h）获得各点合并样本偏差以后，所建立的标准装置在实际测量中对被测量进行了2次重复测量,以2次测量的平均值

31、作为测量结果,所以 = 0.00077/= 0.00054（t/h） C2.4.1.2 分辨力引入的标准不确定度分量巡检仪分辨力引入误差区间的半宽为分辨力的1/2，取均匀分布（分辨力为0.001 t/h）： =0.001/2/=0.00029 t/h =0.00061 t/hC2.4.2 标准器 引入的不确定度热工仪表校验仪=0.01%读数0.01%量程，按均匀分布 =0.01%200.01%16=0.0036mA 约0.00225 t/h = 0.00225/=0.0013 t/h C2.5 合成标准不确定度 C1=1/ =0.1 C2=1/ =-0.1 = =0.00014 t/h （2）

32、C2.6 扩展不确定度包含因子：=2巡检仪在10 t/h流量点的测量结果不确定度: =2=0.0028 t/h =2附录C3C 3.1测量方法本方法适用于选用热工仪表校验仪，校准输入标准模拟信号（05V或15V）的巡检仪，巡回检测温度、压力、流量、液位等参数时测量结果的不确定度评定。数字巡回检测仪表的显示范围可以有多种，巡检仪的允许误差同C2.1。本次评定对象：以输入15V（配用压力变送器为例），分辨力为0.001MPa的压力巡回检测第个通道在压力校准点1.600MPa的测量结果）。C3.2 数学模型 （1）式中： ：被巡检某一通道的示值误差，MPa；：被巡检某一通道正、反行程测量平均值，MP

33、a；：标准器输出的电量值对应各校准点的压力值，MPa；：压力显示的量程MPa。C3.3 根据数学模型列出各个不确定度来源标准装置在测量各个压力点时的不确定度来源见表C3.1 、表C3.1 标准装置在校准时的不确定度来源 输入量序号不确定度来源测量重复性分辨力引入标准器引入C3.4 评定各输入量的标准不确定度C3.4.1 计算不确定度分量 C3.4.1.1 计算重复性引入的不确定度分量选三台足够稳定的巡检仪（编号为1，2，3）作为被测对象，流量测量范围为01.600MPa。在1.600MPa点重复测量，各得到10个观测值（压力标准值和被检压力之间的差值），见表C3.2。见表C3.2 重复性得到的观测值（以分辨力0.001为例） /