热工仪表校准器及校准方法的简单探讨和分析

王洪宇

王洪宇

（中国能源建设集团华北电力试验研究院有限公司天津300012）

摘要：随着机械设备自动化程度的越来越高，设备仪表的故障也越复杂，现场效验热工仪表，可以对系统的再次正常运行的时间大大缩短，对生产的影响降到最低。现场校准仪器的方法应结合热工仪表的工作原理、机械自动化技术和现场效验准则，降低故障发生的几率，把热工效率稳步提升。

关键词：热工仪表；校准器；校准方法

热工仪表可以有效的保障系统的正常运行和操作安全。所以，有效的加强热工仪表的检修校验对于系统的正常运行有着重要的意义。热工仪表检验人员应首先要了解热工仪表检验原理和方法，并且具有精湛的技术和相当丰富的工作经验，熟练掌握现场仪表的检查校准方法。这样才能在故障发生时及早的发现问题原因，尽快的恢复正常运行。

1传统的热工仪表校准方法

企业应注重热工仪表的应用来进行计量检测，能够有效的保证产品的质量，降低运营的成本。为了确保热工仪表能够可靠的运行，周期检查是基础手段，一直都是企业关注的问题。具体做法是明确需计量单位的计量标准，经过计量技术行政管理机构的考核来制定计量标准，考核合格，得到授权后才能进行量值的传递。周期检定需要送检标准实验室，才能满足计量标准严格的检验规程的要求。大量的热工仪表都安装在固定的生产设备上，具有持续运行的特征，所以导致在故障发生时，需要将实验室中许多沉重的标准检测仪器，送到故障现场进行检修。常规标准的检测设备明显不具备便携性，还有操作系统繁琐和检验能力低下等弊端，压力仪表设备、压力校验台、机密数字压力计等常用检测设备都在其列。进行周期检定的时候，需要将这些大型设备拆卸后，送到标准实验室。但仪表的拆装工作量很大，当有大量的热工仪表检定集中在同一时期时，检定工作所需的时间就会更多。

2热工仪表校检仪特点及原理

热工仪表校检仪器主要的特点有：检定设备的精密性更强，测试的精准程度更高，具有进行更为复杂环境校准的工作能力；其可以使用的范围也更大，可以有效的对各种信号进行校准和测量，同时做好记录和相关参照工作，能够有效的及时发现误差，并解决问题所在；相比传统检定设备，其设备结构设计更为合理，保证设备在独立工作的基础上又互不干扰，使得工作效率大大的提升。压力类仪表效验仪和温度类仪表校验仪是热工仪表效验中两种比较常见的设备。温度校验有便携式温度校验仪，主要分为低温和高温炉热电阻用，能够自动对环境温度进行补偿。特稳携式校验仪是一种用于温度传感器和测控仪表或系统校准、调试的多功能综合型仪器。是以单片机或者处理器为核心的工作原理，配上人机接口界面和输入输出电路。将需要测量的数据通过线路输入电路系统，处理器的处理结果会在屏幕上显示，而且还有温度补偿功能，能够有效的输出多种不同情况的标准电量值。能够对温度信号模拟，以温度单位输出电阻和毫伏值信号，使得数据更加直观的表现出来；便携式气压泵属于压力类的校验仪器，不仅体积小而且重量轻更加的携带方便，其量程范围也很大，具有很高的稳定性。

3故障判断

数码管不亮、输出稳定性差、信号无输出、输出信号误差等是热工仪表校验仪的典型故障现象，需根据其表现形式确定故障类型，采取相应措施进行优化。

1）数码管不点亮，应对电源输入保险、电源开关以及电源线等进行检查，确定其是否正常运行，对存在故障的部分进行更换检修。

2）信号无输出，应将量程开关设定为5V输出方式，利用万用表对输出端进行测量，确定是否正常输出以此来判断故障源为调节电路或输出端，进一步对电路电源、电阻元件、基准稳压管以及输出端引线等进行检测，确定运行状态是否正常。

3）输出稳定性差，应检查调节电位器连接是否正常，选择无水乙醇对电阻体以及相关触点进行清洗，根据基准电压变化情况对电位器进行调节。

4）输出信号不准确，应利用万用表对输出量程电阻进行测量。一般对于20mA电流误差应检查分流电阻；对于100mV与5V误差应检查分压电阻与量程开关。如果两种情况均具有较大误差，则需要确定A/D转换器基准电压，将其调整到1V。

4常用的热工仪表的检修方法

观察、敲击、电压对比、测量电阻等方法是热工仪表现场检测的常规方法。首先观察检测目标周围有无异常气味，接电线头或插头是否连接正常。使用敲击的方法仔细检查每个接触点位置，可以迅速的查出问题根源。当仪器发生故障时，首先进行简要分析，如未发现问题严重，但仪器的运行不够良好，检修人员可以对电压进行对比，查看其是否在合理的范围内。一般情况下，可直接测量其宽泛的测量范围，当情况难以准确判断时，应使用高量程测量，然后逐步缩小测量范围或逐渐增大电压，一步步逐渐排查。测量电阻的方法与电压的方法很相似，判断故障的依据是电阻的测量值。

上述对检查方法的介绍也只是些简单的，对传输显示的全过程进行检查测量才是根本解决热工仪表问题的方法。第一先要排除元件损坏问题，便携式温度检定仪检测温度测量元件的问题，依据相关数据标准比对元件的测量结果，来确定温度元件的完好程度；便携式压力泵能够供给压力源，以此检测压力元件，用精密的数字压力计做标准，与被检仪表的压力值或电流值对比，来确定压力元件的完好程度。使用特稳携式校验仪模拟温度信号，检查显示系统温度是否与所发信号一致，是检查传输与显示过程的主要方法；为了确保传输过程的回路完整和信号没有误差，可以使用信号发生器模拟工作状态的电流，供以检测。

严格的实验室环境，并不能阻止热工仪表主被动关系的正常发展，现场维护可以随时随地进行，而且测量数据的准确性也得到了保证，这都是热工仪表检查不断发展的功劳。

5校准过程

1）校准条件

多功能校验器输出热电阻电阻信号、热电偶直流电压信号、变送器直流电流信号与直流电压信号等，且信号输出精度高，用于校准不具有热电偶参考端自动补偿的温度指示仪。环境温度：（25±10）℃，相对湿度（45～75）%RH，仪表应外形结构完好，读数机构、名称、分度号、制造厂、仪器编号等均应有明确标记。检查外观后通电进行功能检查，数字面板不应有影响读数的缺陷。在对仪表进行校准时，应选用测量电信号不确定度小于被校仪表允许误差1/3～1/5的标准器。

2）基本误差校准

某企业一温度箱采用型号为XMT的控温仪表对材料的加温温度进行控制，校准时，选用FLUKE725SOUCE直流电压输出功能。在直流电压信号校验时，应参照JJG617-1996数字温度指示调节仪检定规程，将校准器设定为mV状态并选择对应热电势，与待校验仪表热电偶输出端进行连接。一般选取5～10个校准点，并应均匀地选取，从下限开始逐渐增大输出信号，直至达到下限。将得到的最大误差测量值作为最大基本误差。校准器输出标准值为YN（实际值），被校仪器显示读数为Yx，则被校仪器的误差为Δ＝Yx－YN或相对误差γ＝（Yx－YN）/YN×100％，热电偶分度号：K型。

使用FLUKE725校准仪对温度进行校准，输入对应的电动势，或者直接使用热电偶用TC端口输入相应分度号的温度值，即可进行校准工作，准确性较高。选用此种方法，应注意其不能满足具备温度自动补偿热工仪表校验要求。同时，修正值计算难度大，计算所得修正值与实际温度间存在一定差异。

结语

热控仪表的应用，在火力发电中起到了极为重要的作用，做好现场校准和检测工作，是实际工作中极为有效的措施，可以很好的保障测量数据的准确性。虽然目前没有明确的规定具体检验方法，但是已经体现出来了非常大的优势和实用性。在不断改进和逐步成熟的发展情况下，其检测的准确性和稳定性也在不断提高。必能得到大力的推广，应用到更广泛的空间。

参考文献：

[1]李继华.热工仪表校验仪示值误差测量结果的不确定度分析[J].黑龙江科学，2015，12：46+49.

[2]郭晓花.火电厂热工仪表自动化技术应用研究[J].电子技术与软件工程，2015，01：167.