GB/T28470-2012
工业过程测量和控制系统用电动和气动模拟计算器性能评定方法
Methodsofevaluatingtheperformanceofelectricalandpneumaticanaloguecomputingunitforuseinindustrialprocessmeasurementandcontrolsystems
- 中国标准分类号（CCS）N18
- 国际标准分类号（ICS）25.040
- 实施日期2012-11-01
- 文件格式PDF
- 文本页数15页
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工业过程测量和控制系统用电动和气动模拟计算器性能评定方法
国家标准 GB/T28470一2012 工业过程测量和控制系统用 电动和气动模拟计算器性能评定方法 Methodsofevaluatingtheperformanceofeleetricaland pneumaticanmaloguecomputingunmitforuseinindustrialprocess measurememtamdcomtrolsystems 2012-06-29发布 2012-11-01实施 国家质量监督检验检疫总局 发布 国家标准化管理委员会国家标准
GB/T28470一2012 前 言 本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草
本标准附录A为规范性附录
本标准由机械工业联合会提出
本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会(SAC/TC124)归口
本部分负责起草单位:西南大学
本部分参加起草单位;四联仪器仪表集团、机械工业仪器仪表综合技术经济研究所
本部分主要起草人;周雪莲、祝培军,钟秀蓉、黄巧莉
本部分参加起草人;刘进、冯晓升、张新国
GB/I28470一2012 工业过程测量和控制系统用 电动和气动模拟计算器性能评定方法 范围 本标准规定了模拟计算器性能评定的统一的试验方法
本标准适用于符合下列规定的计算器 a)工业过程测量和控制系统用; 输人输出信号符合GB/T777或(GBy/T3369.1或GB/T3369.2的规定; b 运算方式为加减、乘除或开方; c d -般工作条件下使用
对输人输出为其他模拟信号的计算器或其他运算方式(如比值运算)的计算器,也可参照采用 对特殊工作条件下使用以及其他型式的计算器,可根据计算器的具体情况,选用标准中适用的试验 以及补充所需要的附加试验
规范性引用文件 下列文件对于本文件的应用是必不可少的
凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文 件
凡是不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件 GB/T2828.1计数抽样检验程序第1部分;按接收质量限(AQL)检索的逐批检验抽样计划 GB/T2828.1一2003,IS(O2859-1l:1999,lIDT GB4208外壳防护等级(IP代码)(GB4208-2008,IEc60529;2001,IDT) GB4793.1测量、控制和实验室用电气设备的安全要求第1部分;通用要求(GB4793.I 2007,IEC61010-1:2001,IDT) GB/T16511电气和电子测量设备随机文件(GB/T16511一1996,idtIEC61187;1993) GB/T16842外壳对人和设备的防护检验用试具(GB/T168422008,IEC61032:1997,IDT) GB/T17626.2电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(GB/T17626.2一2006. IEC61000-4-2:2001.IDT) GB/T17626.3电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(GB/T17626.3 2006,IEC61000-4-3;2002,IDT GB/T17626.4电磁兼容试验和测量技术电快速瞬变脉冲群抗扰度试验(GB/T17626.4 2008,IEC61000-4-4:2004,IDT -2008. GB/T17626.5电磁兼容试验和测量技术浪涌(冲击)抗扰度试验(GB/T17626.5 心 IEC61000-4-5;2005,IT) 8 2006 GB/T17626.8电磁兼容试验和测量技术工频磁场抗扰度试验GB/T17626. IEC61000-4-8;2001,IDT) GB/T18271 过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第1部分:总则(GB/T18271.1 2000,idlIEC61298-1:1995) GB/T18271.2一2000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(idtIEC61298-2:1995
GB/T28470一2012 GB/T18271.3一2000过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第3部分;影响量影响 的试验(idlIEC61298-3;1998) GB/T18271.4过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第4部分;评定报告的内容 GB/T18271.4一2000,idtIEC61298-4:1995) GB/T20819.1工业过程控制系统用模拟信号控制器第1部分;性能评定方法(GB/T20819.1 2007,IEC60546-1:1987,MOD) JB/T9329仪器仪表运输存贮基本环境条件及试验方法 JB/T50187一1999过程控制仪表的可靠性要求与考核方法 术语和定义 GB/T18271和GB/T20819.1确立的以及下列术语和定义适用于本标准
3.1 加减系数modifiedfaetor 加减器中,用来确定输人信号参与运算有效程序的预置系数
注;“K
”表示第i通道的加减系数,“K.为100%”表示第i通道的输人信号不被衰减
3.2 乘除系数multiplieationfacor Km 乘除器中,用来确定运算结果与输出之间比例关系的预置系数
3.3 开方系数evolutionfactor K
开方器中,用来确定运算结果与输出之间比例关系的预置系数 偏置值biasvyalue 用来对计算器输出进行偏置的常数 基本关系式 加减运算式 Y-[主K.x]主G b 乘除运算式 y一K
YY士c X 开方运算式: Y=K
/X士c 式中: 输出信号 X,X,X,X 输人信号
GB/T28470一2012 -加减系数(i=1,2 3，n; 偏置值; 通道数; 乘除系数; 个 K
开方系数
注:基本关系式均为典型示例,其中参数均以各参数量程的百分数表示 试验的抽样 如果用户和生产厂商达成了协议,只进行抽样试验,推荐选择GB/T2828.1提出的抽样方法
抽 样时,可由用户选定被测试的变送器
试验方法及检验规则 试验条件 除按GB/T18271.1中有关规定外,补充下述条件和规定 为便于检查,通常以输出电流在负载电阻250Q两端的电压降作为计算器输出信号;对采用数 a 字信号传输的计算器,可采用能忽略本身示值误差的计算机监控软件采集的读数作为计算器 的输出信号; b)每项试验可以调整零点和量程,零点误差不得超过基本误差限之半， 计算器在接通电源后,应按制造厂规定的时间进行预热，制造厂未规定时，预热不低于 30min:; 影响量试验除非另有说明，一般测定一个影响量变化对输出的影响时,其他影响量应保持在参 比工作条件范围内 例行试验(验收试验或修理后的试验)应对用户与生产厂商协商确定的范围下限值、上限值作 调整后进行; f 除非另有规定,计算器的偏置值均置于0% g当规定有性能指标时,应将指标与试验结果列人同一表格内 6.2与准确度有关的试验 6.2.1总则 为便于本标准的应用,将使用GB/T18271.1和GB/T18271.2一2000中规定的通用试验程序和 有关事项,并补充和强调下列事项 a 计算器不精确度、回差及不重复性的测试均从计算器输人输出特性试验中进行,输人输出特性 试验的选择应从最能反映计算器基本性能为原则
各种计算器输人输出特性试验的规定见附 录A; b)测试时,应使测试设备充分稳定,所有影响测试的条件应随时观察并记录; 试验点应包括上、下限值在内的至少五个点(不包括能使输出信号超过量程范围以及不计准确 c 度的输人信号值),各试验点所对应的输出信号值应尽量均匀分布于整个量程范围内; D 试验时,输人信号应按初始输人信号变化的同一个方向缓慢地逼近试验点,不允许有过冲 现象; 在各试验点上,输人信号应保持稳定,直到被试计算器输出稳定为止;
GB/T28470一2012 试验时不允许有敲打或振动计算器的现象
6.2.2 不精确度 本试验按GB/T18271.2一2000的要求进行,并根据GB/T18271.2一2000的4.1.7.1确定数据 并列人试验报告
6.2.3 回差 本试验按G;B/T18271.22000的要求进行,并根据GB/T18271.2一2000的4.1.7.5确定数据 并列人试验报告
6.2.4不重复性 本试验按GB/T18271.2一2000的要求进行,并根据GB/T18271.2一2000的4.1.7.6确定数据 并列人试验报告
6.2.5死区 计算器的死区应在输出量程的上限值附近(如90%)和中点上进行
测量步骤如下 a)缓慢增大(或减小)输人信号,记下当输出有可以测出的微小变化时所对应的输人信号值; b)缓减小(或增大)输人信号,记下当输出又有可以测出的微小变化时所对应输人信号值
两次记下的输人信号值之差,即为死区
上述试验重复进行3次,以最大死区列人报告
对有数个输人通道的计算器,通常仅选择主通道(即第一通道)进行试验
对死区小于0.1%的计算器,可免去本条试验 6.2.6小信号切除性能(仅对电动开方器 本试验仅对电动计算器进行
将输人信号从0%缓慢增大
当输出从0%突变到某值时,记录对应的输人信号值
再将输人信号缓慢减小
当输出突变到0%时,记录对应的输人信号值
两次记录的输人信号值均称为小信号切除点,其值应在制造厂规定的范围内
6.2.7加减系数标度误差 本试验仅对电动计算器进行
先取任一输人通道,将其系数置于最大标度值
运算方式为“加”,加人输人信号,使输出稳定在量 程的100%.
缓慢改变该通道的系数标度示值,以上、下行程为一循环,至少作三个循环试验,每行程中选择包括 极限值在内的不少于五个固定试验点
试验点应均匀分布于全量程,测量每个试验点对应的输出值
系数标度误差以输出量程的百分数表示,并以理想输出值大于实际输出定义为正误差,反之为负 误差
对各输人通道的系数标度,重复上述试验
计算各试验点的平均误差,以最大平均误差列人报告
6.2.8偏置值范围 本试验仅对偏置值可调的计算器进行
GB/T28470一2012 调整输人信号,将计算器输出信号稳定在量程的0%,调整正向偏置值,测量输出最大变化值
再调整输人信号将计算器输出稳定在量程的100%,调整反向偏置值,再次测量输出最大变化值
输出信号的变化范围均应满足偏置可调范围的要求
6.3影响量试验 6.3.1 总则 除非另有规定,影响量对计算器的影响均以变化量来确定,并且对各输人通道均输人适当的输人信 号,使输出值稳定在量程的50%,然后进行各项影响量试验
如果希望评定开方器小信号切除性能受影响量的影响,经制造厂同意也可进行
6.3.2环境温度影响 本试验按GB/T18271.32000的要求进行连续两个温度循环的试验,两个循环中对计算器不作 任何调整
在每次保温临近结束时,测出计算器的输出值
计算相邻两档温度之间平均每变化10C时输出的 变化量
以两次循环中,对应变温区间测出平均变化量来表示温度影响
6.3.3相对湿度影响 本试验按GB/T18271.3-2000的要求,仅对电动计算器进行试验 6.3.4安装位置影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求进行
6.3.5 倾跌影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求进行 6.3.6机械振动影响 本试验按GB/T18271.3-2000的要求进行
6.3.7动力源变化影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求进行
6.3.8电源短时中断影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求,仅对电动计算器进行试验 电源低降影响 6.3.9 本试验按GB/T18271.32000的要求,仅对电动计算器进行试验
6.3.10电源瞬时过压影响 本试验按GB/T18271.32000的要求,仅对电动计算器进行试验 6.3.11电源方向保护 本试验按GB/T18271.3一2000的要求,仅对电动计算器进行试验
GB/T28470一2012 6.3.12共模干扰影响 本试验按GB/T18271.32000的要求进行
本试验仅适用于输人输出端对地绝缘的电动计 算器
6.3.13串模干扰影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求进行
本试验仅适用于输人输出端对地绝缘的电动计 算器
6.3.14电快速瞬变脉冲群抗扰度 本试验按GB/T17626.4和GB/T18271.3一2000的要求进行,严酷度等级采用试验等级3,即试 验电压峰值为2lkV
6.3.15浪涌抗扰度 本试验按GB/T17626,5和GB/T18271.32000的要求进行,使用电压最大值为2kV峰值(线 对地)和1kV峰值(线对线
6.3.16静电放电抗扰度 本试验按GB/T17626.2和GB/T18271.3一2000的要求进行,严酷度等级采用试验等级3
6.3.17工频磁场抗扰度 本试验按GB/T17626.8和GB/T18271.3一2000的要求进行,严酷度等级采用试验等级4
6.3.18射频电磁场抗扰度 本试验按GB/T17626.3和GB/T18271.3一2000的要求进行,严酷度等级采用试验等级3
6.3.19接地影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求进行
本试验仅适用于输人、输出端对地绝缘的电动计 算器
6.3.20负载阻抗变化影响 本试验按GB/T18271.3一2000的要求,仅对电动计算器进行试验
6.3.21加速工作寿命试验 对计算器施加交变信号,使输人值以量程的50%为中点,峰峰值约为量程的50%,频率为0.5Hz 作正弦交变变化
试验连续运行7d,每8h~12h中断一次交变信号,以便测量输出变化量
6.3.22输入过范围影响 将计算器的可调系数均置于100%,调整各通道输人信号,使输出稳定在量程的50%
再将计算器一个输人通道信号调整到量程的150%,维持1mim.然后恢复到原来值,稳定5 min 后,测量输出变化量
GB/T28470一2012 输人信号范围下限值不为零(系指实际值为零,而不是指0%)的计算器,则还应将输人信号调整到 零,维持1min,然后恢复到原来值,稳定5min后,测量输出变化量 每个输人通道均应进行上述试验
6.4始动漂移 本试验按GB/T18271.22000的要求进行
长期漂移 6.5 本试验按GB/T18271.2一2000的要求进行
6.6输,排气量 本试验仅对气动计算器进行
试验按图1所示方法接线
标准仪器 输气阀 计算器 流量计 流量计 气源 图1输排气量试验接线示意图 对计算器在规定负载条件下,分别加人使输出稳定在量程的10%,50%及90%的输人信号(对开方 器可免做其中输出稳压量程的10%的输人信号的试验)
首先缓慢打开输气阀,测量每个输气量下对应的输出压力;然后关闭输气阀,缓慢打开排气阀,测量 每个排气量对应的输出压力
根据测试数据,画出如图2所示的压力-流量曲线,根据曲线确定: a)最大输气量(输出压力为20kPa); b 最大排气量(输出压力为100kPa); 输气量从0.2m/h变为0.4m/h(标准大气条件)时输出压力的变化 c) d)排气量从0.2m'/h变为0.4m/h(标准大气条件)时输出压力的变化; 突变(即输出继动死区)阶跃高度(以输出量程的百分数表示)和相应的输排气量
e) 对不带放大器的气动计算器,不做本条试验
洼试验时,气源压力应保持为公称值
稳态耗气量 本试验仅对气动计算器进行
计算器输出与密封气容相连,并确保输出接头与气容无泄漏,将输出 分别稳定在量程的10%,50%及90%,测出最大稳态耗气量
6.8耗电量 本试验仅对电动计算器进行
将计算器输出稳定在100%,测量计算器耗电量
再在电源电压为上限值及电源频率为下限值条件下重复上述试验,最后取最大值列人报告
GB/T28470一2012 突变 输出压力/A (输出维动死区) 输气量/(m/ 排气量/(m/) 图2压力-流量曲线 输出交流分量 本试验仅对电动计算器进行
使计算器输出分别稳定在量程的10%,50%及90%,测出输出交流 分量中的峰峰值、有效值及电网频率含量,均以输出量程的百分数表示
当有脉冲信号叠加在输出端时,可在输出端并联500pF电容,并规定测试仪器的通频带
6.10绝缘电阻 本试验按GB/T18271.2一2000的要求进行
本试验适用于电源对地绝缘的电动计算器
试验应用试验电压为直流500V的兆欧表进行测量
应该测试的接线端子不少于如下规定 a)供源端子短接 接地端; b 其余端子短接 接地端; 输人端子短接 输出端子短接(此项适用于输人或输出绝缘的计算器. c 6.11绝缘强度 本试验按GB/T18271.2一2000的要求进行
本试验适用于电源对地绝缘的电动计算器
试验电 压应加到下列端子之间: a 供源端子短接 接地端; b)其余端子短接 接地端 e)输人端子短接 输出端子短接(此项适用于输人或输出绝缘的计算器》
6.12阶跃响应 本试验按GB/T18271.2一2000的要求进行
6.13频率响应 本试验按GB/T18271.22000的要求进行
注;对有数个输人通道的计算器,则交变信号通常加人主通道(即第一通道.
GB/T28470一2012 6.14抗运输环境性能试验 计算器在运输包装条件下,应能符合JB/T9329的要求,其中高温选十55C,低温选一40C,相对 湿度为95%(25C),包装件重量小于100k时,自由跌落高度取250mm
试验后在参比工作条件下 自然回温不少于24h,然后拆除包装,允许调整零点和量程,检查6.2.2、6.2.3,6.2.4、6.2.5,6.10 6.l1及6.15要求
6.15外观 目测进行检查
6.16 可靠性试验 按JB/T50187一1999规定方法进行考核
检验规则 出厂试验及验收试验 每台计算器须经技术检验部门检验合格后方能出厂
计算器出厂试验应按表1规定进行 若用户同意按GB/T2828.1进行抽样验收时,验收检验可按出厂试验规定进行,否则由制造厂与 用户协商确定
7.2型式试验 计算器型式试验应根据本标准进行全部试验
注，当制造厂认为某些质量指标能够得到保证时,制造厂内部型式试验的内容允许适当简化
表1出厂试验项目 项目名称 序号 试验方法条文号 不精确度 GB/T18271.2一2000中第4章 回差 GB/T18271.2-2000中第4章 小信号切除性能 6.2.3 动力源变化影响免做变频试验 GB/T18271.32000中第12章 输出交流分量(仅测试输出稳定在量程的50%的交 流分量有效值) 6.10 绝缘电阻 GB/T18271.22000中6,3,2 6.11 绝缘强度 GB/T18271.22000中6.3.3 外观 6.14 注，出厂试验项目中,不精确度试验可简化为一个循环的测试
GB/T28470一2012 其他考虑事项 8.1总则 为了检验计算器的一些其他特性,应进行附加试验,例如由密封提供的安全和防护等级 为了准备试验报告,试验程序所需的通用信息,包含下述几个方面 安装 例行维护和调试; 维修和大修 应根据实际运行要求和制造厂的说明书来进行性能检查,以便能同时对说明书作出评价
8.2安全 应检查电动计算器,以确定它的设计对意外电击的防护程度
详细检查方法见GB4793.1
8.3外壳防护 如果需要的话,应根据GB4208和GB/T16842进行试验
8.4文献资料 制造厂主动提供的以及实验室要求提供的全部有关文件应列出清单
如果这些文件没有附带用来清楚描述计算器操作的完善图表,或没有完整的元件清单和规范,则应 指出其不足
详细规定见GB/T16511
8.5安装 计算器应根据制造厂的说明书安装和投人使用,同时要考虑在实际中可能遇到的和要求不同程序 的各种应用
制造厂规定的安装方法应列人报告
任何由于此种安装方法所造成的对计算器的使用限制都应予 以指出并加以说明
8.6例行维护和调试 应根据制造厂的说明书进行必要的例行维护和调试操作 任何有关执行这些操作的难易程度都应予以指出,并说明原因 设计特征 应列出所有可能造成使用困难的有关设计或结构方面的情况.并说明原因
同时还要列出可能具 有特殊意义的任何特征,例如工作部件的密封等级、备件的互换性和气候防护等 8.8可调整参数 报告中应指出厂商列出的重要的变型和选件
8.9工具和设备 应列出安装、维护和修理所必须的工具和设备 10o
GB/I28470一2012 试验报告和文档 试验完成以后,应根据GB/T18271.4准备完整的评定试验报告
报告发表之后,所有试验期间与测试有关的原始文档应在试验室至少储存2年
11
GB/T28470一2012 附 录A 规范性附录 各种计算器输入输出特性试验的规定 A.1加减器 对于各通道加减系数可调的计算器,应任选其中一个输人通道为“减”对五通道加减器可选2个). 其余的均为“加”,先将各输人通道预置于30%左右,并同时加人100%信号,再调整各通道加减系数(均 不得小于10%),使计算器输出为100%,然后进行试验
对于加减系数不可调的计算器,应使各输人通道的运算方式为“二加一减”(对三通道计算器)或“三 加二减”(对五通道计算器),然后进行试验
试验时,在各输人通道加人相同信号(有可能时可加同一信号),按6.1.2~6.6规定进行
A.2乘除器 XX A.2.1对计算式为“Y= ”的计算器,至少应进行下述三项试验 x,=X=100%.,改变输人信号x.,按6.2.2一6.2.4规定进行试验 a =100%,改变输人信号x,按6.2.2- 6.2.4规定进行试验; b)X=X cXi=X;X
=100%
X
为计算器进行除法运算时制造厂规定有准确度要求的“除数”输人信号范围中的最小值,并规定 应大于0%; 改变输人信号X.,按6.2.2~6.2.4规定进行试验
A.2.2对计算式为“Y ”的计算器应进行下列试验 100 a)X=12.5%,改变输人信号Xi,按62.2一6.2.4规定进行试验 b X=100%,改变输人信号Xi,按6.2.2~6.2.4规定进行试验
A.2.3对计算式“Y= -0%"的计算踏皮进行下刚试龄 X,=100%,改变输人信号x a) ,按6.2.26.2.4规定进行试验; b)X=X,改变输人信号X.,按6.2.2一6.2.4规定进行试验; X同A.2.1有关规定
A.2.4对计算式为“Y一、/XX;"的计算器,应进行下列试验 X
=100%,改变输人信号X,按6.2.2~6.2.4规定进行试验; a Xi=100%,改变输人信号X.,按6.2.2~6.2.4规定进行试验
b A.3开方器 按6.2.2一6.2.4规定进行试验 12
GB/T28470一2012 参 考 文 献 [1]GB/T777工业自动化仪表用模拟气动信号(GB/T777一2008,IEC60382;1991,IDT [2]GB/T3369.1过程控制系统用模拟信号第1部分:直流电流信号(GB/T3369.1一2008. IEC60381-l:l982,IDT [3]GB/T3369.2过程控制系统用模拟信号第2部分:直流电压信号(GB/T3369.2一2008. IEC60381-2:l978,IDT 13
工业过程测量和控制系统用电动和气动模拟计算器性能评定方法GB/T28470-2012
在工业生产中，很多时候需要对物理量进行测量，并根据测量结果来控制生产过程。例如，在化学工厂中，需要对反应温度、压力等参数进行测量并调节，以保证反应的顺利进行。而在机械加工过程中，需要对零件的尺寸进行测量并修正机床参数，以保证加工精度。
为了完成这些测量和控制任务，需要一系列的设备来支持，其中包括电动模拟计算器和气动模拟计算器。这两种设备都是通过模拟电信号或气压信号来模拟被测量物理量，从而完成测量和控制的。因此，对于这两种设备的性能评定非常重要。
GB/T28470-2012标准中规定了电动模拟计算器和气动模拟计算器的性能评定方法。其中，主要包括以下几个方面：
1. 基本性能指标
基本性能指标包括输入量、输出量、灵敏度、线性度等指标。这些指标是评价设备性能的基础，需要在评定过程中进行测量并记录。
2. 频率特性
频率特性是指设备在不同频率下的响应情况。对于某些需要快速响应的应用，如机械振动的控制，频率特性是非常重要的。
3. 稳态误差
稳态误差是指设备输出值与被测量物理量真实值之间的偏差。稳态误差越小，设备的精度就越高。
4. 动态误差
动态误差是指设备在动态响应时产生的误差。对于一些需要快速响应的应用，如机械振动的控制，动态误差是非常重要的。
通过对以上几个方面的评定，可以全面了解电动模拟计算器和气动模拟计算器的性能，从而选择适合自己应用的设备。
工业过程测量和控制系统用电动和气动模拟计算器性能评定方法的相关资料
- 工业过程测量和控制系统用智能调节器第2部分：性能评定方法GB/T26156.2-2010
- 工业过程测量和控制系统用温度变送器第1部分：通用技术条件GB/T28473.1-2012
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