與新型式分析儀器勘驗體系矯正辦法探討
一、概述
工控機指工業(yè)生產(chǎn)監(jiān)視、控制用計算機。監(jiān)控軟件是構造和生成工控機監(jiān)控系統(tǒng)的組態(tài)軟件，通過對現(xiàn)場數(shù)據(jù)的采集處理，實現(xiàn)溫度、壓力、流量、液位等工業(yè)物理量的數(shù)字顯示或過程曲線、棒圖顯示，還可實現(xiàn)報警、流程控制、報表、數(shù)據(jù)查詢等功能。智能儀表是指具有RS485通訊接口（少數(shù)為RS232通訊接口）的顯示儀表。
系統(tǒng)組成一般包括各類傳感器、智能儀表、RS232／485轉換器、工控機等。系統(tǒng)組成圖如1所示。
二、技術要求
1.外觀
�。�1）顯示器外形結構完好，商標、制造廠、出廠年月、出廠編號齊全。各開關、旋鈕控制正常，色度、亮度顯示正常。
�。�2）鍵盤、鼠標靈敏可靠。
（3）主機外形結構完好，傾斜時內(nèi)部無零件松動的聲音，通電30min無明顯升溫，噪聲不明顯。
2.分辨力系統(tǒng)分辨力不超過最后1位的正、負1個字。
3.基本誤差智能儀表傳感器RS232／485工控機測左、右鏡片光學中心并打點將左鏡片光學中心水平位移至右鏡片光學中心垂直線上打點用卡尺測量兩光心之間垂直互差系統(tǒng)的基本誤差由式（1）表示：
δ＝±（α％FS±d）（1）
式中：δ―――允許基本誤差；α―――系統(tǒng)準確度等級；FS―――系統(tǒng)被�；芈返牧砍�，即本回路測量范圍上、下限之差；d―――系統(tǒng)中最后一個字對應的電量值。
4.過程曲線誤差
（1）曲線任何時候無上沖現(xiàn)象。
�。�2）過程曲線誤差由式（2）表示：δ＝A±d（2）式中：δ―――過程曲線誤差（mV、mA、Ω）；A―――檢測點標稱值（mV、mA、Ω）；d―――顯示器所選定的Y軸顯示分辨率。
5.穩(wěn)定度誤差
�。�1）顯示值的波動。
系統(tǒng)無間隔計數(shù)順序地跳動，顯示波動量不大于其分辨力。
（2）短時間示值漂移。
1h內(nèi)示值漂移量不大于允許基本誤差的1／4。
6.連續(xù)運行
系統(tǒng)72h連續(xù)運行后，其基本誤差仍符合2、3點的要求。
三、校準條件
1.校準設備0.02級直流電阻箱1臺，0.05級（0￣20）mADC、（0￣5）V DC綜合校驗儀1臺。
2.環(huán)境條件
�。�1）在實驗室條件下校準，使用中的系統(tǒng)允許在現(xiàn)場校準。
�。�2）相對濕度：45％￣75％。
�。�3）系統(tǒng)供電電源：電壓變化不超過額定值的±10％；頻率變化不超過額定值的±1％。
�。�4）除地磁場外無影響系統(tǒng)校準的外磁場。
（5）屏蔽雙絞線獨立接地良好。
四、校準項目和校準方法
1.校準項目
外觀、數(shù)字顯示基本誤差、曲線顯示基本誤差、分辨力、穩(wěn)定度誤差、連續(xù)運行。
2.校準方法
�。�1）外觀檢查各接線端子和插排接觸良好；按二、1.的要求憑視覺檢查；鍵盤敲擊20次以上無誤碼；鼠標運動靈敏。
�。�2）數(shù)字顯示基本誤差
�、俳泳�、預熱和調(diào)整接線正確后系統(tǒng)通電預熱15min。當零點、量程偏差較大時，通過進入MCGS組態(tài)環(huán)境，在“設備窗口”
下的“數(shù)據(jù)處理”屬性頁中按“設置”按鈕，選“工程轉換”處理項，適當調(diào)整采集的輸入最小值、最大值與轉換成的工程最小值、最大值的對應關系。這一方法相當于數(shù)字顯示儀表的零點、量程調(diào)整。但在校準過程中不允許再調(diào)。
�、诒O(jiān)控組態(tài)軟件，組態(tài)正確無誤，通訊正常。
�、坌庶c選擇應包括上、下限值（或其附近10％量程以內(nèi)）在內(nèi)的至少5個點，原則上均勻分布，一般為10％、25％、50％、75％、90％FS.
�、苄史椒ǎㄊ局祷鶞史ê捅葘Ψǎ⿵南孪揲_始增大輸入信號（上行程時），找出各被校點附近轉換點的值，直至上限，然后減小輸入信號（下行程時），找出各被校點附近轉換點的值，直至下限。
用同樣的方法重復測量1次，取兩次測量中最大的誤差作為系統(tǒng)中該回路的最大基本誤差。
轉換點的尋找方法：
如2所示，上行程時增大輸入信號，當指示值接近被校點時，緩慢改變輸入量，依次找到A 1、A 2；下行程時減小輸入信號，當指示值接近被校點時緩慢改變輸入量，依次找到A 1′、A 2′。
A 1為上行程時，指示值剛能穩(wěn)定在被校點指示值的輸入信號值；A 1′為下行程時，指示值剛能穩(wěn)定在被校點指示值的輸入信號值；A 2為上行程時，離開被校點轉換到下一值時（包括兩點間的波動）的輸入信號值；A 2′為下行程時，離開被校點轉換到下一值時（包括兩點間的波動）的輸入信號值。
被校點為100時的基本誤差：100－99.1＝0.9（取最大值）。
被校點為200時的基本誤差：200－200.8＝－0.8（取最大值）。
校準過程中，同時記錄智能數(shù)字顯示儀表的顯示值，供參考比對。
⑤基本誤差的計算基本誤差按式（3）計算：δA＝A d－A s；δt＝δA／（δA／δt）ti（3）式中：δA―――用電量表示的基本誤差（mV、mA、Ω）；δt―――換算或標度值的基本誤差；A D―――被校點對應的標稱電量值（mV、mA、Ω）；As―――校準時標準儀器的示值（mV、mA、Ω）；（δA／δt）ti―――被校點ti的電量值－標度值變化率。
3.過程曲線誤差的校準
�。�1）校準方法按四、2.
�。�2）④的方法找出各轉換點，在各轉換點逐漸增大（上行）或減�。ㄏ滦校┹斎腚娏恐担斍�向上或向下變化一個Y軸分辨率距離時，記錄電量變化值。
用同樣方法重復檢測1次，取2次測量中誤差最大的作為該點的最大過程顯示誤差。
自下限起各轉換點重復以上檢測（上行），直至上限；自上限起各轉換點重復以上檢測（下行），直至下限，取全部誤差的最大值為最大過程曲線誤差。
（2）誤差計算過程曲線誤差按式（4）計算：δA＝A d－A s；A s＝A／Y s（4）式中：δA―――用電量表示的基本誤差（mV、mA、Ω）；A d―――被校點對應的標稱電量值（mV、mA、Ω）；A s―――校準時標準儀器的示值（mV、mA、Ω）；A―――上限標準電量值－下限標準電量值（mV、mA、Ω）；Y s―――顯示器Y軸分辨率。
過程曲線誤差應不大于基本誤差。
4.分辨力的校準系統(tǒng)分辨力值的校準與基本誤差的校準同時進行。
按四、2.（2）④的校準方法，求出上行程時的轉換點A 1、A 2對應的輸入電量值之差及下行程時轉換點A 1′、A 2′對應的輸入電量之差，按式（5）換算成相應的溫度值。該值為系統(tǒng)顯示改變一個分辨力值所對應的實際值，應符合二、2.的要求。δt＝｜A 1－A 2｜／（δA／δt）ti；δt′＝｜A 1′－A 2′｜／（δA／δt）ti（5）式中：δt―――上行程時系統(tǒng)顯示改變一個分辨力值所對應的實際值；δt′―――下行程時系統(tǒng)顯示改變一個分辨力值所對應的實際值；A 1、A 2、A 1′、A 2′―――分別表示轉換點A 1、A 2、A 1′、A 2′各點在標準器上讀得的各點電量值（mV、mA、Ω）。
5.穩(wěn)定度的校準（1）顯示值波動系統(tǒng)預熱后，輸入信號使系統(tǒng)顯示值穩(wěn)定在量程的80％處。在10min內(nèi)，觀察顯示值是否有間隔計數(shù)順序的跳動，讀取波動范圍δt，以δt／2作為該系統(tǒng)的波動量。
�。�2）短時間示值漂移系統(tǒng)預熱后，輸入50％量程所對應的電量值，讀取此時的顯示值t 0，以后每隔10min測量一次（測量值t 1為1min之內(nèi)5次系統(tǒng)讀數(shù)的平均值），歷時1h，取t 1與t 0之差絕對值的最大值，作為系統(tǒng)短時間的示值漂移量。
6.連續(xù)運行給系統(tǒng)輸入80％量程的電量值，連續(xù)運行72h后按四、2.
�。�2）的方法在系統(tǒng)量程的20％和80％附近測量基本誤差。
五、校準結果的處理和校準周期
1.換算和數(shù)據(jù)化整由電量換算成標度變換值時，δt的最后結果應按數(shù)據(jù)修約規(guī)則化整到末尾數(shù)與系統(tǒng)的分辨力相一致，δt和δt′應化整到比系統(tǒng)分辨力精確1位。
在讀取電量值及相應的誤差計算時，小數(shù)點后應保留的位數(shù)以舍入誤差小于系統(tǒng)允許誤差的1／10￣1／20為限。
判斷系統(tǒng)是否合格應以化整后的數(shù)據(jù)為準。
2.經(jīng)校準符合本方法要求的系統(tǒng)，出具校準合格證書；不合格的系統(tǒng)出具校準結果通知書，并標明不合格項目。
3.系統(tǒng)的校準周期可根據(jù)使用條件和使用時間來確定，但一般不超過1年。
通過以上校準方法對監(jiān)控系統(tǒng)進行校準，有效地保證了監(jiān)控系統(tǒng)的計量、控制準確度，解決了測量和監(jiān)控軟件的校準問題，為準確分析生產(chǎn)數(shù)據(jù)提供了依據(jù)，成功地服務于生產(chǎn)。
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