IEC 60051系列國際標準新舊版異同性解讀

陳聞新 秦國鑫 姜濱

摘 要：文章主要介紹了IEC 60051《直接作用模擬指示電測量儀表及其附件》系列國際標準的修訂情況。通過介紹新版標準結構、標準內容以及標準的主要技術變化，與上一版本加以區別，為IEC 60051系列標準的使用者提供更好的借鑒。

關鍵詞：IEC 60051；國際標準；模擬；電測量儀表；附件

中圖分類號：TM933 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2018）11-0006-04

Abstract： This paper mainly introduces the revision of the series of international standards of IEC 60051 "Direct Action Simulation Indicating Electric Measuring Instrument and Its Accessories". By introducing the new standard structure， standard content and the main technical changes of the standard， this paper distinguishes the new version from the previous version， and provides a better reference for the users of IEC 60051 series standards.

Keywords： IEC 60051； international standard； simulation； electrical measuring instrument； accessories

引言

IEC 60051系列國際標準《直接作用模擬指示電測量儀表及其附件》（Direct acting indicating analogue electrical measuring instruments and their accessories）是由國際電工委員會第85技術委員會（IEC/TC 85）負責制定的。舊版本為IEC 60051-1～9：1997版，標準發布至今已經超過20年，標準反映的是上世紀60年代的技術水平。在IEC 60051-1～9：1997發布后的20年時間里，模擬指示電測量儀表領域使用的電子技術發生了巨大變化，使得儀表的內部結構和設計原理也發生了重要改變，新的儀表和附件的型式急劇增多，使儀表的電磁兼容性問題突顯出來，以及儀表使用的環境條件急需擴充、測量結果表達形式的變化等都促使IEC 60051系列標準急需修訂。因此，IEC/TC 85（電工和電磁量測量設備）技術委員會在2012年啟動修訂IEC 60051系列標準。本次修訂為技術修訂，目的是為了讓新版IEC 60051系列標準能真實反映當今世界模擬指示電測量儀表的實際狀況，為制造商和使用此類產品的用戶提供一個反映當今世界技術水平的產品標準，體現產品訂貨技術規范的大部分要求。

1 標準結構

IEC 60051系列國際標準由9部分構成：第1部分是定義和通用要求，第2部分到第8部分是各種儀表和附件的特殊要求，第9部分是整個系列標準的試驗方法。IEC 60051系列標準各部分名稱及新版發布情況如表1所示。

2 標準內容

IEC 60051-1《直接作用模擬指示電測量儀表及其附件 第1部分：定義和通用要求》是整個IEC 60051系列標準涉及到的儀表及其附件的定義和通用技術要求。本部分規定了直接作用模擬指示電測量儀表及其附件的術語和定義、分類、分級、通用技術要求、信息、標志和符號，包裝和貯存以及檢驗規則。

IEC 60051-1包含八章及四個附錄，內容如下：

1 Scope范圍

2 Normative references規范性引用文件

3 Terms and definitions術語和定義

4 Description， classification and compliance分類、分級和符合性

4.1 Description分類

4.1.1 Description according to methods of operation or nature按工作方式和特征分類

4.1.2 Description according to environmental conditions按環境條件分類

4.1.3 Description according to mechanical conditions按機械條件分類

4.1.4 Description according to degrees of protection按防護等級分類

4.2 Classification分級

4.3 Compliance with the requirements of this standard與本標準要求的符合性

5 Requirements要求

5.1 Reference conditions參比條件

5.2 Limits of intrinsic uncertainty， fiducial value基本不確定度極限、基準值

5.2.1 Limits of intrinsic uncertainty基本不確定度極限

5.2.2 Correspondence between intrinsic uncertainty and accuracy class基本不確定度與準確度等級的關系

5.2.3 Fiducial value基準值

5.3 Nominal range of use and variations標稱使用范圍和改變量

5.3.1 Nominal range of use標稱使用范圍

5.3.2 Limits of variations改變量極限

5.3.3 Conditions for the determination of variations確定改變量的條件

5.4 Operating uncertainty， overall system uncertainty and variations工作不確定度、系統綜合不確定度和改變量

5.5 Electrical requirements電的要求

5.5.1 Electrical safety requirements電氣安全要求

5.5.2 Self-heating自熱

5.5.3 Permissible overloads允許過負載

5.5.4 Limiting range of temperature極限溫度范圍

5.5.5 Deviation from zero偏離零位

5.5.6 Electromagnetic compatibility （EMC）電磁兼容性

5.6 Constructional requirements結構要求

5.6.1 General constructional requirements通用的結構要求

5.6.2 Damping阻尼

5.6.3 Sealing to prevent access防接觸封印

5.6.4 Scales標度尺

5.6.5 Stopper止擋

5.6.6 Preferred values優選值

5.6.7 Adjusters， mechanical and/or electrical機械的和/或電的調節器

5.6.8 Effects of vibration and shock振動和沖擊的影響

5.6.9 Degrees of protection provided by enclosure外殼防護等級

5.6.10 Terminals接線端

6 Information， markings and symbols信息、標志和符號

6.1 Information信息

6.2 Markings， symbols and their locations標志、符號及其位置

6.3 Markings relating to the reference values and nominal ranges of use of influence quantities關于影響量的標稱使用范圍和參比值的標志

6.4 The symbols for marking instruments and accessories儀表和附件用標志符號

6.5 Markings and symbols for terminals接線端的標志和符號

6.5.1 Requirements for markings標志的要求

6.5.2 Earthing （grounding） terminals接地端

6.5.3 Measuring circuit terminals測量線路的接線端

6.5.4 Special markings for terminals接線端的特殊標志

6.6 Instructions for use使用說明書

7 Package包裝

8 Test rules試驗規則

8.1 Type of test試驗的類型

8.2 Type tests型式試驗

8.3 Routine tests例行試驗

8.4 Recurrent tests周期性試驗

8.5 Nonconformity classification不合格分類

8.6 Judgement of test results試驗結果的判定

附錄A Limits of intrinsic uncertainty and variations基本不確定度極限和改變量

附錄B Relationship between ambient temperature and relative humidity環境溫度和相對濕度的關系

附錄C Estimation of uncertainties不確定度的評估

附錄D Routine Tests例行試驗

第2至第8部分的正文結構與第1部分保持一致，附錄的內容是試驗項目的不合格分類，推薦的試驗方法參考第9部分。

3 新舊版標準技術的異同性分析

（1）新版標準中使用“不確定度”的概念，代替舊版標準中“誤差”的概念。

原標準的測量結果的表達形式不能適應當今國際、國內的共識。國際計量局早在上世紀80年代初就已經確定采用不確定度來表達測量結果了，國際電工委員會的標準IEC 60359：2001[1]《電工和電子測量設備性能表示》的6.3也規定：“如果一份與設備有關的IEC產品標準是按照‘最大誤差極限來制定，則依據本標準應對任意給定工作條件集合規定不確定度極限”，也就是說，要將用“最大誤差極限”表達測量結果改變為用“不確定度極限”表達測量結果。于是本系列標準用“不確定度”的概念代替“誤差”的概念。

（2）新版標準中補充對儀表及其附件的電磁兼容性（EMC）要求。

電子技術的進步推出了各種電子變換器，電子變換器優點突出，但是電子變換器的出現又帶來了很多新的問題，比如說波形畸變的影響、電磁兼容性的問題等。IEC 60051系列標準在修訂過程中，面對這些問題加以規范，增加了EMC的要求。新版IEC 60051標準的電磁兼容性要求參照IEC 61326-1：2012[2]《測量、控制和實驗室用的電設備 電磁兼容性要求 第1部分：一般要求》以及IEC 61326-2-1：2012[3]《測量、控制和實驗室用的電設備 電磁兼容性要求 第2-1部分：特殊要求-無EMC防護場合用敏感性試驗和測量設備的試驗配置、工作條件和性能指標》中的技術指標要求執行。

（3）新版標準基于IEC 61010-1：2010[4]和IEC 61010-2-030：2010[5]的電氣設備安全要求，更新了安全符號與安全要求。

盡管IEC 60051：1997系列標準已經采用了IEC 61010-1：1990《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求 第1部分：通用要求》，但是IEC 61010-1已一再修訂，出現了amendment 1 （1992） 和 amendment 2 （1995） 并且修訂為IEC 61010-1：2001的第二版，IEC 61010-1：2010的第三版。顯然IEC 60051：1997系列標準在安全要求方面已不適用了。新版IEC 60051系列標準的電氣安全要求參照IEC 61010-1：2010和IEC 61010-2-030：2010《測量、控制和實驗室用電氣設備的安全要求 第2-030部分：試驗和測量電路的特殊要求》中的技術指標要求執行。

（4）新版標準增加了服務環境、操作方式、機械條件以及防護等級的分類。

舊版標準中儀表及其附件的應用條件可以看成是實驗室儀表的受控環境條件，但是儀表在實際應用過程中的外圍環境條件并不像實驗室環境那樣簡單。考慮到儀表的實際使用情況，新版IEC 60051系列標準給出了儀表和附件的操作方式分類，以及防護等級分類，對儀表及其附件使用的氣候環境條件和機械條件進行了限定，使儀表能適應各種環境條件。

（5）新版標準增加了貯存和運輸條件。

按照IEC 60359：2001《電工和電子測量設備性能表示》標準的4.3規定：“制造商應對每個規定的影響量規定極限條件、貯存和運輸條件”，IEC 60051：1997標準不符合上述要求，沒有規定貯存、運輸條件和極限工作條件，給儀表的使用者帶來很多困惑。新版IEC 60051系列標準增加了儀表及其附件的貯存、運輸條件和極限工作條件。

4 結束語

新版IEC 60051系列標準在修訂過程中采用不確定度表達測量結果，增加了對電磁兼容性的要求，以最新的國際安全標準IEC 61010-1：2010規范產品的安全要求，增補了儀表使用的氣候環境條件和機械環境條件，使儀表的選擇性、使用的廣度得到了極大的延展，增加了儀表及其附件的貯存和運輸條件，使新版IEC 60051系列國際標準成為能夠體現當今世界技術水平的產品標準，更好的體現產品訂貨技術規范。

參考文獻：

[1]IEC 60359，Electrical and electronic measurement equipment-Expression of performance[S]. 2001.

[2]IEC 61326-1，Electrical equipment for measurement， control and laboratory use-EMC requirements-Part 1： General requirements[S]. 2012.

[3]IEC 61326-2-1，Electrical equipment for measurement， control and laboratory use-EMC requirements-Part 2-1： Particular requirements-Test configurations， operational conditions and performance criteria for sensitive test and measurement equipment for EMC unprotected applications[S]. 2012.

[4]IEC 61010-1，Safety requirements for electrical equipment for measurement， control， and laboratory use-Part 1： General requirements[S]. 2010.

[5]IEC 61010-2-030，Safety requirements for electrical equipment for measurement， control， and laboratory use-Part 2-030： Particular requirements for testing and measuring circuits[S]. 2010.