TCSEE0187-2021热工模拟信号远传显示系统校准导则

附件3：

CSEE

中国电机工程学会标准

T/CSEEXXXX-YYYY

热工模拟信号远传显示系统校准导则

CalibrationGuidelineofRemoteTransmissionDisplaySystem

ofThermalAnalogySignals

（征求意见稿）

XXXX-XX-XX发布XXXX-XX-XX实施

中国电机工程学会发布

T/CSEE(/Z)XXXX-YYYY

目次

前言..............................................................................I

1范围................................................................................1

2规范性引用文件......................................................................1

3术语和定义..........................................................................1

4概述................................................................................1

5计量特性............................................................................2

5.1基本误差......................................................................2

5.2重复性........................................................................2

5.3稳定性........................................................................2

5.4多路输出一致性................................................................3

6校准条件............................................................................3

6.1外观..........................................................................3

6.2环境条件......................................................................3

6.3供电条件......................................................................3

6.4绝缘电阻......................................................................3

6.5绝缘强度......................................................................3

6.6校准设备......................................................................4

7校准项目及校准方法..................................................................5

7.1校准项目......................................................................5

7.2校准前的准备工作..............................................................5

7.3基本误差的校准................................................................6

7.4重复性........................................................................7

7.5稳定性........................................................................7

7.6多路输出一致性................................................................7

8校准结果的表达......................................................................7

9复校时间间隔........................................................................8

附录A（规范性附录）校准原始记录格式...............................................9

附录B（规范性附录）校准证书（报告）内页格式......................................11

附录C（规范性附录）测量结果不确定度评定方法......................................12

编制说明.............................................................................15

II

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热工模拟信号远传显示系统校准导则

1范围

本标准规定了热工模拟信号远传显示系统校准的条件，校准设备、校准项目和方法，以及校准结果

处理。

本标准适用于发电厂及变电站热工模拟信号远传显示系统的校准。

2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。

JJG74《工业过程测量纪录仪》

JJG617《数字温度指示调节仪》

JJF1059《测量不确定度的评定与表示》

JJF1171《温度巡回检测仪校准规范》

3术语和定义

热工模拟信号远传显示系统Remotetransmissiondisplaysystemofthermalanalogysignals

热工模拟信号远传显示系统是一种将压力、温度、流量、液位等热工仪表测量参数的远传电信号，

通过数据运算处理接口转换成对应数值在系统中显示，它可与各种类型的传感器相连，构成测量温度、

压力、流量、液位等物理量的测量和监视系统。

4概述

热工模拟信号远传显示系统，主要由信号处理电路、A/D转换电路，和显示单元组成。其典型结构

如图1所示。

1

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传感器1

信

A/D显

号

传感器2转示

处

换单

理

电元

电

路

路

传感器2

控制单元

图1热工模拟信号远传显示系统典型结构图

5计量特性

5.1基本误差

仪表的显示基本误差按准确度等级划分，应不超过表1的规定。

表1仪表准确度等级与最大允许误差

准确度等级最大允许误差/%FS

0.1级±0.1

0.2级±0.2

0.5级±0.5

1.0级±1.0

注：FS为仪表的量程。

5.2重复性

仪表的重复性应不超过最大允许误差绝对值的1/3。

5.3稳定性

仪表经24h连续运行后基本误差仍符合5.1的要求。

2

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5.4多路输出一致性

具有多路输出的装置，各路输出的基本误差符合5.1规定的同时，显示同一类物理量的各路之间的基

本误差最大变化值应不超过最大允许误差的30%。

6校准条件

6.1外观

a)仪表门玻璃不应有影响读数的缺陷。

b)仪表内部应整洁，零部件应完整，安装应正确牢固。

c)仪表的铭牌上应有制造计量器具许可标志及编号，应注明仪表的准确度等级、计量单位符号。

d)仪表应注明制造厂名称或商标、型号、出厂编号、制造年月。

e)数字显示不应有缺笔画现象。

6.2环境条件

环境温度：20℃±2℃（0.1级~0.2级仪表）；20℃±5℃（0.5级~1.0级仪表）.

相对湿度：45%~75%。

6.3供电条件

a)电源电压变化不超过额定电压的±1%。

b)电源频率变化不超过额定频率的±1%。

c)谐波失真不超过±5%。

6.4绝缘电阻

在环境温度为15℃~35℃，相对湿度45%~75%的条件下，仪表的电源、输入、输出、接地端子（或

外壳）相互之间的绝缘电阻应不低于20MΩ。

6.5绝缘强度

在环境温度为15℃~35℃，相对湿度45%~75%的条件下，仪表输入、输出、电源和接地（外壳）端

子相互之间施加表2所规定的频率50Hz的试验电压，历时1min应无击穿和飞弧现象。

3

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表2试验电压

仪表端子标称电压/V试验电压/V

0＜U＜60500

60≤U＜1301000

130≤U＜2501500

6.6校准设备

校准时所需的标准仪器及配套设备按被校仪表的类型可从表3中参考选择。选用的原则为：校准时，

由标准仪器及配套设备引入的扩展不确定度应不大于被校仪表最大允许误差绝对值的1/3。

表3标准仪器及配套设备

序号仪器设备名称技术要求用途备注

直流低电势电位差计或标校准热电偶输入或电压输入

10.05级，0.02级

准直流电压源的仪表

校准热电阻输入或电阻输入

2直流电阻箱0.01级，0.02级

的仪表

3标准直流电流源不低于0.05级校准直流电流输入的仪表

不低于0.01级与数字电压表配合校准直流

4标准电阻

1Ω，10Ω，100Ω电流输入的仪表

（0~30）mA连续可调

5直流电流发生器稳定度和调节细度以不影响标准器读直流电流输入仪表的信号源

数为限

其阻值应符合制造厂说明书的要求，应按测量范围

直流电阻箱与仪表之间的连

6专用连接导线偏差不大于0.05Ω，线间之差应不超内dR/dt最小的

接导线

过仪表指示允许误差的1/10换算成电阻值

7绝缘电阻表直流电压500V，10级检测仪表绝缘电阻

输出电压：交流0V~1500V

8耐电压试验仪检测仪表绝缘强度

输出功率：不低于0.25kW

220V，50Hz，稳定度1%，功率不低于

9交流稳压源仪表的交流供电电源

1kW

4

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7校准项目及校准方法

7.1校准项目

表4校准项目

序号检验项目校准方法条款

1基本误差7.3

2重复性7.4

3稳定性7.5

7多路输出一致性7.6

7.2校准前的准备工作

7.2.1按规定接线

a)直流电压输入的仪表，校准时按图2接线

图2输入信号为直流电压时仪表的校准接线示意

b)直流电阻输入的仪表，校准时按图3接线

图3输入信号为直流电阻时仪表的校准接线示意

c)直流电流输入的仪表，校准时按图4接线。

5

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图4输入信号为直流电流时仪表的校准接线示意

7.2.2通电预热

预热时间按制造厂说明书中的规定进行，一般为30min。

7.2.3外观检查

用目力观测和通电检查，应符合6.1的要求。

7.2.4绝缘电阻

在切断电源的情况下将电源开关置接通位置，将输入、输出、电源端子分别短接，按6.4的规定用绝

缘电阻表进行测量，测量时应稳定5s后读数。

7.2.5绝缘强度

在切断电源的情况下将电源开关置接通位置，将输入、输出、电源端子分别短接，按6.5的规定用耐

电压测试仪进行测量。测量时试验电压应从零开始增加，在5s~10s内平滑均匀地升压到规定值，维持1min。

然后，平滑均匀地降低电压至零，切断试验电压。

7.2.6校准点的选择

如委托方无特殊要求，校准点一般应包括上、下限值在内不少于5个点。且应均匀分布在整个测量范

围上。

7.2.7下限值和量程调整

下限值和量程可调的仪表，在校准前应作调整。但校准过程中不允许再作调整。

7.3基本误差的校准

7.3.1基本误差的校准方法

6

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从下限开始增大输入信号（上行程时），分别给仪表输入各被校点所对应的标称信号值，读取仪表

相应的显示值，直至上限；然后减小输入信号（下行程时），分别给仪表输入各被校点所对应的标称信

号值，读取仪表相应的显示值，直至下限。下限值只进行下行程的校准，上限值只进行上行程的校准。

用同样的方法重复测量一次，取二次测量值中误差最大的作为该仪表的最大基本误差。试验结果应

满足5.1的要求。

7.3.2误差计算过程中数据处理原则

误差计算过程中，小数点后保留的位数应以舍入误差小于仪表最大允许误差的1/10~1/20为限（相当

于比最大允许误差多取一位小数）。在校准结果的处理中，应将误差的末尾修约到与仪表的显示分辨力

保持一致。

7.4重复性

按7.3的方法进行上、下行程三个循环的测量。以同一行程的最大差值计算仪表的重复性。试验结果

应满足5.2的要求。

7.5稳定性

将仪表各输入端施加50%以上的信号，通电24h。运行后，在测量范围的上、下限及50%FS进行基本

误差的复检。试验结果应满足5.3的要求。

7.6多路输出一致性

对于多路输入的热工模拟信号远传显示系统，将显示同一类物理量的各路同时接入标准测试信号，

确定各路输出的基本误差，其最大值与最小值的差值应满足5.4的要求。

8校准结果的表达

校准结果应在校准证书（报告）上反映，校准证书（报告）应至少包括以下信息：

a)标题，如“校准证书”；

b)实验室名称和地址；

c)进行校准的地点（如果与实验室的地址不同）；

d)证书或报告的唯一性标识（如编号），每页及总页数的标识；

e)客户的名称和地址；

f)被校对象的描述和明确标识；

g)进行校准的日期,如果与校准结果的有效性和应用有关时，应说明被校对象的接收日期

7

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h)如果与校准结果的有效性和应用有关时，应对被校样品的抽样程序进行说明

i)对校准所依据的技术规范的标识，包括名称及代号；

j)本次校准所用测量标准的溯源性及有效性说明；

k)校准环境的描述；

l)校准结果及其测量不确定度的说明；

m)对校准规范的偏离的说明；

n)校准证书（报告）签发人的签名、职务或等效标识；

o)校准结果仅对被校对象有效的声明；

p)未经实验室书面批准，不得部分复制证书或报告的声明。

校准原始记录格式见附录A，校准证书（报告）内页格式见附录B，测量不确定度的评定与表示见附

录C。

9复校时间间隔

热工模拟信号远传显示系统复校时间间隔可根据实际使用情况由送校单位自主决定。

8

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附录A

（规范性附录）

校准原始记录格式

热工模拟信号远传显示系统校准记录格式

委托单位：记录编号：

信号测量类型:测量范围：安装位置：

出厂编号:模块位数：模块通道数：

制造单位：外观检查：

绝缘电阻：绝缘强度：

校准地点：环境温度：℃湿度：%RH

校准依据：

校准用主要计量标准器具

名称型号规格准确度仪器编号证书号有效期

测量数据及结果

标准输入值理论输出值实际输出值（）实际输出平均值

通道编号基本误差（）

（）（）正行程反行程（）

备注：最大允许误差：

9

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稳定性

标准输入值理论输出值实际输出值（）实际输出平基本误差稳定性误差

通道编号

（）（）正行程反行程均值（）（）（）

重复性

标准输入值理论输出值实际输出值（）实际输出平基本误差重复性误差

通道编号

（）（）正行程反行程均值（）（）（）

多路输出数据

标准输入值理论输出值实际输出值最大差值

通道编号

（）（）（）（）

校准人员：核验人员：校准日期：年月日

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附录B

（规范性附录）

校准证书（报告）内页格式

证书编号

热工信号远传系统校准结果

通道/模块（）通道/模块（）

标准输入值理论输出值实际输出值基本误差标准输入值理论输出值实际输出值基本误差

（）（）（）（）（）（）（）（）

绝缘电阻：绝缘强度：绝缘电阻：绝缘强度：

重复性误差：重复性误差：

稳定性误差：稳定性误差：

通道/模块（）通道/模块（）

标准输入值理论输出值实际输出值基本误差标准输入值理论输出值实际输出值基本误差

（）（）（）（）（）（）（）（）

绝缘电阻：绝缘强度：绝缘电阻：绝缘强度：

重复性误差：重复性误差：

稳定性误差：稳定性误差：

多路输出最大差值：

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附录C

（规范性附录）

测量结果不确定度评定方法

C.1概述

C.1.1测量对象

热工模拟信号远传显示系统输入电路，可对温度、压力、差压、流量等参数进行显示。本例选择准确

度等级0.01级，输入信号为直流电流信号(4～20)mA，示值显示(0～100)%进行测量不确定度评定。

C.1.2测量标准：准确度等级为0.01级标准多功能信号源

C.1.3测量方法：在测量范围内选择5个测量点，包括下限值和上限值在内基本等分。以上下行程作两个循

环的测量，取二次测量中误差最大的作为该仪表的示值误差。

C.1.4环境条件：温度：（0～55）℃，相对湿度≤85%。

C.2数学模型

△=T-Ti

式中：

△—被检仪表的示值误差；

T—被检仪表的示值；

Ti—标准器输入对应的理论示值；

C.3标准不确定度评定

标准不确定度主要来源为被检仪表的不确定度u(T)、标准设备的不确定度u(Ti)

C.3.1输入量T的标准不确定度

输入量T标准不确定度主要来源为仪表示值的测量重复性、分辨力

C.3.1.1测量重复性引入的标准不确定度u(T1)

测量重复性引入的标准不确定度u(T1)，采用A类方法评定（n=10）。可以通过连续测量得到的测量值，取

单次实验标准偏差中最大50.0%的值（见表1）。选取分辨力为0.1来评定。选输入信号为(4～20)mA，显示

示值测量范围(0～100)%；

表150%点得到的测量值（%）

第n次显示值

150.0

249.9

349.8

12

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449.8

549.9

650.2

750.1

850.2

950.1

1050.3

平均值50.03

被检仪表单次测量的标准差按贝塞尔公式计算得到：

10

2

(T1i−T1)

i=1

单次测量实验标准偏差：s=10−1=0.18%

实际测量情况为在重复性条件下测量2次，以2次测量算术平均值作为测量结果，则

0.18

平均值的标准差：u(T1)=%=0.13%

2

C.3.1.2仪表分辨力引入的标准不确定度u(T2)

u(T2)可以采用B类评定方法。有仪表分辨力导致的示值误差区间半宽为显示分辨力的1/2分布为均匀

分布，包含因子k=3。

则分辨力为δ=0.1%时，=1/2δ/=0.029%；

分辨力引起的不确定度小于重复性引入的不确定度，因此使用重复性引入的不确定度作为输入量T的

标准不确定度：

u(T)==0.13%

C.3.2输入量Ti的标准不确定度u(Ti)的评定

输入量Ti的不确定度来源于测量标准器的输出误差。当标准器用于输出范围电流档(0～20)mA，最大

允许示值误差为±(0.01%读数+2个字)即：

±(0.01%读数+0.002mA)模块的最大输出电流值为20mA。

半宽a＝20mA×0.01%+0.002＝0.004mA

在区间内服从均匀分布，k＝3；

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a

0.004

所以u(Ti)＝k＝＝0.0023mA

3

均匀分布

不确定度类型：B类

(0～100)%对应(4-20)mA，即

(100−0)%

1mA=(20−4)=6.25%

u(Ti)=0.0023mA对应电流即为=0.00236.25%=0.01%

C.4合成标准不确定度评定

C.4.1灵敏系数

对数学模型：△=T-Ti

T的灵敏系数CT=T=1

Ti的灵敏系数CTi=Ti=-1

C.4.2各不确定度分量汇总表

输入量的标准不确定度汇总于下表2：

表2各不确定度分量汇总（%）

ui不确定度来源标准不确定度ccu

标准不确定度分量iii

测量重复性1

u(T)0.130.13

-1

标准器0.010.01

C.4.3合成标准不确定度的计算

输入量T、Ti彼此独立的，所以合成不确定度计算式为

u2()=[cu(T)]2+[cu(T)]2

c12i

22

合成不确定度值uc()=0.13+0.01=0.13%

C.5扩展不确定度的评定与表示

扩展不确定度按k=2，可得U：U=ku（）=2×0.13%=0.26%

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热工模拟信号远传显示系统校准导则

编制说明

15

目次

1编制背景.......................................................错误!未定义书签。

2编制主要原则...................................................错误!未定义书签。

3与其他标准文件的关系...........................................错误!未定义书签。