0.02級指示儀表自動檢定裝置的應用

張黎莎，宋進良

(東北電力科學研究院有限公司，遼寧 沈陽 110006)

電測儀表的定期檢定是保證發、供電企業正常運行的重要手段。傳統手工檢定過程繁瑣、工作量大，已經不能適應電力系統的迅猛發展。本文介紹了一種ST－9600指示儀表檢定裝置。該裝置具有操作簡便、準確度高、穩定性好等優點，能夠保證指示儀表量值傳遞的準確可靠，提高了計量工作的管理水平。

1 ST－9600構成

ST－9600裝置主要由控制PC機、三相交流程控電源“JCD－3060”、直流程控電源“ST－3001”及電壓、電流、功率標準儀表、信號分配器等構成(如圖1所示)。

在軟件控制下，PC機向裝置中各設備發出控制命令，使測試電源輸出相應的測試量，并通過信號分配器送至相應的標準儀器和裝置輸出端子。操作人員通過控制軟件完成變換測試點、采樣標準儀表和被檢儀表的測量值、數據記錄和誤差計算等。

檢定全過程由微機控制操作。檢定過程中的量程選擇、誤差計算、幅度控制、參比量的設定等均由裝置根據參數及規程自動完成;可將被檢儀表表盤映像和標準表讀數同時呈現在微機顯示器上，極大地方便了檢定人員對指示儀表的校驗。

圖1 指示儀表檢定裝置原理圖

2 通信接口

ST－9600裝置主要通過RS232和IEEE488兩種接口方式采集處理數據。

a. RS232接口

RS232是異步串行通信中應用最早的標準總線之一，適用于數據通信速率為0～20kb/s、傳輸距離為15 m的數據終端設備和數據通信設備之間的通信連接。采用12 V標準脈沖，通信方式為單向、半雙工和全雙工。大多數PC都具有COM1和COM2 2個標準RS232接口，引腳如表1所示。

b. IEEE488接口

IEEE488總線具有10種功能，由16條信號線組成，其中8條為數據線，3條握手線，5條管理線，其余為接地線。各引腳含義如表2所示。

其中DIO為數據總線，雙向傳遞，包含數據、地址、命令等數據類型。字節傳送控制線DAV、NRFD、NDAC(3條)，其中DAV=1表示DIO數據線數據有效;NRFD=0表示所有設備準備好接收數據;NDAC=0表示所有設備全部接收完數據。接口管理總線共5條。其中:ATN=1規定DIO數據線上為接口信息;IFC=1使接口初始化;SRQ=1發出服務請求處理異常事件;REN=1表示設備處于遠程工作狀態;EOI=1表示多字節傳送結束。

表1 RS232引腳列表

表2 IEEE488引腳列表

c. 裝置接口調用

校驗軟件首先調用Read Instrument讀取該DLL實現的儀器型號名稱列表，從中選擇一個具體的型號調用Init Instrument。根據具體試驗選擇調用Set Test Mode切換測量模式。如果儀器是標準源，根據不同的測量需要分別調用Set函數使電源輸出測量信號和Get Test Value函數獲取測量值。最后Close Instrument關閉通信。

3 軟件流程

整個程序由主控程序和若干子程序組成。主控程序完成裝置的初始化及功能程序塊的調用。子程序分別完成校表參數設定、數據查詢、權限設備等。軟件流程如圖2所示。

圖2 軟件流程圖

4 檢定裝置中自動測量和誤差計算

4.1 自動測量

裝置可根據被檢表的實際情況選擇儀表名稱、額定分度線、起始分度線、分度間距和全檢量限。此外，對于公用同一標度尺的多量限儀表，可添加其它量限 (非全檢量限)。確認輸入無誤后點擊完成按鈕，單擊屏幕下方“開始”按鈕，開始“基本誤差”試驗。

進行基本誤差試驗首先要選擇測試量。測試量分為交流電壓、交流電流、功率、相位U－I、相位U－U、功率因數、交流頻率、直流電壓、直流電流等。界面如圖3所示。

列表中試驗種類根據參數輸入所選擇的試驗種類列出。如果選擇和交流三相有關的試驗會出現單相有功A、B和C;如果同時選擇和功率有關的試驗還會出現三相四線有功、無功等接線。單相交流或直流接線方式均為單相有功A。在選擇量程上最上面一個量程為基本量程，其余為擴展量程。

圖3 測量量選擇界面圖

4.2 數據庫管理

裝置接口實現方式為動態鏈接庫 (DLL)。DLL文件名稱可以任意，保存于安裝軟件設置的子目錄下，具有多種功能 (如圖4所示)。

圖4 裝置功能結構

a. 檢定功能

檢定功能包括選擇方案、校驗儀表2個模塊。選擇方案模塊是為各種不同型號和規格的儀表分別設置一個缺省的校驗方案，以便在儀表校驗時能按預先制訂的方案自動執行校驗。

b. 參數設定

參數設定包括對儀表的基本參數、校驗方案、地址、串行口、模塊廠商、本機位置等信息的設置、修改和維護。

c. 數據處理

數據處理包括數據查詢及數據統計。數據查詢模塊允許工作人員根據條形碼、表號、校驗日期、表型序號進行相關查詢，得出校驗報表。

4.3 檢定結論及證書打印

檢定完成后，檢定人員可點擊打印界面。“打印”界面可以通過兩種方式打開。一種是單擊主界面工具欄的“打印數據”按鈕，另一種是在“查詢”界面中單擊“打印”按鈕。前者打印是當前正在試驗的儀器數據 (只有一個儀器，可以是未保存的數據);后者打印是已保存的數據，并通過查詢得到的儀器的數據 (可以是多個儀器)。不管用哪種方式打開，打印界面相同。界面上方有“打印主界面”和“打印設置”兩個按鈕，打印界面打開時默認選中“打印主界面”。合格的儀器打印檢定證書，不合格的儀器打印檢定結果通知書。

5 檢定裝置測量不確定度驗證

不確定度表示由于測量誤差的存在而對被測量值不能肯定的程度。不確定度是指測量結果帶有的一個參數，用以表征合理賦予被測量值的分散性。在本系統中，由于數字多用表是多參數、多量限儀表，不同的檢定點其測量不確定度值不同，需分別給出。在進行測量不確定度評定之前，應對數字表進行多次獨立的測量，根據重復測量的數據，可得出每個測試點的標準偏差。由標準偏差、數字多用表的分辨率、標準源的不確定度及傳遞不確定度計算得出測量不確定度。

采用傳遞比較法、以編號為232596三相標準功率表作為核查標準，其證書編號為DC0607SY1843，在三相四線100 V、5 A、功率因數為1.0、0.5 L時的測試數據及比對情況如表3所示。

表3 指示儀表不確定度驗證

經驗證裝置測量重復性小于0.002%，總不確定度小于0.02%，滿足 JJG124—2005、JJG603—89及SD110—83規程要求，具備0.1級及以下指示儀表量值傳遞能力。

6 結束語

ST－9600指示儀表校驗裝置計量準確性、穩定性均較好，已應用于東北電網0.1級及以下指示儀表的檢定中，保證了指示儀表量值傳遞的準確。