IEC 61298-32026 过程测量和控制设备 - 评估性能的一般方法和程序 - 第3部分影响量的影响测试标准立项发展报告

过程测量和控制设备评估性能的一般方法和程序第3部分：影响量的影响测试标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:ProcessMeasurementandControlDevices-GeneralMethodsandProceduresforEvaluatingPerformance-Part3:TestsfortheEffectsofInfluenceQuantities摘要随着工业自动化与智能制造水平的持续提升，过程测量和控制设备在复杂工业环境中的可靠性与精确性已成为衡量系统整体性能的关键指标。影响量的存在——如环境温度变化、湿热条件、机械振动、电磁干扰及电源波动等——会显著改变设备的计量特性和运行稳定性，因此建立统一、科学的影响量测试方法和评估程序是国际标准化工作的核心议题之一。本报告围绕国际电工委员会（IEC）发布的标准IEC61298-3:2026展开系统论述，该标准作为IEC61298系列标准的第三部分，规定了过程测量和控制设备在各类影响量作用下的性能测试一般方法和程序。报告首先梳理了该标准的立项背景、技术内容框架及与系列标准的逻辑关系，继而详细解析其适用范围、测试条件、试验程序及性能评定准则，最后对该标准在工业过程测量与控制领域的应用价值与未来演进方向进行了展望。分析表明，IEC61298-3:2026在保持与先前版本衔接的基础上，进一步细化了影响量测试的规范化流程，强化了与相关基础标准及产品标准之间的协调一致性，对于提升设备评估的可比性和结果的有效性具有重要的指导意义。关键词：过程测量和控制设备；影响量；性能评估；IEC61298；标准化；测试方法；计量特性Keywords:ProcessMeasurementandControlDevices;InfluenceQuantities;PerformanceEvaluation;IEC61298;Standardization;TestMethods;MetrologicalCharacteristics1引言1.1标准立项背景过程测量和控制设备广泛应用于石油化工、电力能源、冶金制药、环境监测等众多国民经济支柱产业，是现代工业生产自动化系统中不可或缺的感知与控制单元。这些设备在实际运行过程中，不可避免地会受到各种外部环境因素和内部工作状态变化的影响，即所谓“影响量”的作用。环境温度的变化会导致传感器敏感元件特性漂移，湿度渗透可能引发电气绝缘性能退化，机械振动和冲击则可能造成结构松动或电气连接不良，而电磁干扰和电源波动更是直接影响电子线路工作状态的常见因素。为确保各类过程测量和控制设备在不同使用环境条件下仍能保持其声称的性能水平，必须在标准化层面建立一套科学、统一且可重复的性能测试方法和评估程序。只有通过规范化的影响量测试，制造商才能在产品设计阶段有效验证其抗干扰能力，用户在设备选型时才能基于可比较的测试结果做出合理决策，而第三方检测认证机构也才能依据统一准则出具具有公信力的评价结论。1.2标准定位与作用IEC61298-3:2026《过程测量和控制设备评估性能的一般方法和程序第3部分：影响量的影响测试》是IEC制定的一项基础性方法标准。其核心定位在于为工业过程测量和控制设备在经历各类影响量作用时的性能测试提供一套统一的方法论框架。该标准不针对特定类型设备的具体技术参数做出规定，而是从一般性方法论层面确立测试的基本原则、试验条件和程序流程，为各产品标准制定者及设备制造商提供可直接引用的技术依据。该标准的发布与实施，对于推进工业自动化领域的标准化进程具有多重现实意义。首先，它促进了不同制造商生产的同类设备之间性能评估结果的可比性；其次，它使设备在特定影响量条件下的性能表现从定性描述走向定量评判；最后，它为国际贸易和技术交流中设备性能参数的互认提供了标准化技术基础。2标准技术内容概述2.1标准的适用范围与对象IEC61298-3:2026适用于各类工业过程测量和控制设备，包括但不限于温度变送器、压力变送器、流量计、物位计、分析仪器、调节阀及执行机构等。标准所涉及的“影响量”涵盖环境类影响量（如环境温度、湿度、大气压力等）、机械类影响量（如振动、冲击等）以及电气类影响量（如电源电压变化、电源频率变化、共模干扰、串模干扰等）。这一系列影响量基本覆盖了工业现场设备可能遭遇的主要外部干扰因素。值得注意的是，该标准作为一般性方法标准，并不取代各产品标准或专用规范中更为具体的试验要求。当产品标准与IEC61298-3的规定存在不一致时，通常以产品标准中的具体规定为准，或以两者中较严格者为准，这在标准的应用指南中予以明确说明。2.2与IEC61298系列标准的逻辑关系IEC61298是一个系列标准，各部分内容各有侧重但又相互关联：-IEC61298-1：确立了性能评估的一般原则和术语定义，规定了试验条件、试验程序、结果表达及不确定度评定等基础性内容；-IEC61298-2：聚焦于规定了工作条件范围内的性能试验方法，主要涉及基本误差、回差、重复性、漂移等计量特性的评估；-IEC61298-3（本部分）：专门针对影响量的影响测试，即在与正常工作条件不同的影响量条件下，评估设备的性能变化；-IEC61298-4：涉及长期稳定性和可靠性的评价内容。IEC61298-3与第2部分形成了紧密的互补关系：第2部分解决的是设备在参考工作条件下的基本性能问题，而第3部分解决的是设备在偏离参考条件时性能如何变化的问题。两者共同构成了设备性能评估的完整技术框架。2.3主要技术内容与修订要点IEC61298-3:2026在技术内容上涵盖以下几个主要方面：测试条件的规定：标准明确了影响量测试应在稳定的基准条件下启动，规定了环境温湿度的允许波动范围、电源质量的要求以及预热时间等前提条件。每一单项影响量测试中，其他影响量应保持在参考值范围内，以确保测试结果能够准确反映目标影响量的单独作用效果。影响量试验程序的设计：标准对不同类别的影响量分别规定了试验方法和步骤。例如，对于环境温度影响测试，要求在规定的温度范围内按递增和递减方向逐步改变温度，并在每个设定温度点待设备达到热平衡后进行测量；对于机械振动测试，则规定了振动频率范围、振幅或加速度等级以及振动施加方向和持续时间。对于电源变化影响测试，则分别考核电压偏离和频率偏离情况下设备的输出变化。性能评定的准则：标准给出了影响量作用下设备性能变化的评定方法，即以参考条件下测得的性能值为基准，计算施加影响量后输出的偏差，并根据不同应用需求给出性能等级评价的参考依据。试验报告的要求：标准对试验记录的完整性提出了明确要求，包括试验环境条件记录、设备配置描述、使用的试验仪器及其计量溯源信息、原始测量数据以及按标准要求整理的结果汇总表等。相较于早期版本，2026年版在以下方面进行了技术更新：一是增加了对数字通信接口设备在影响量测试中数据采集方式的规范说明；二是细化了快速瞬变脉冲群抗扰度试验在过程测量设备上的应用细节；三是完善了试验不确定度评定的指导性附录；四是更新了规范性引用文件，与最新版IEC61000系列电磁兼容标准保持协调。3标准的关键技术要求分析3.1影响量测试的规范化流程IEC61298-3:2026强调影响量测试应当遵循系统化、可重复的程序流程。这一流程的核心要素包括：确定试验影响量及其量值范围、设定其他影响量为参考条件、选择适当的测量点和测量仪器、确定足够的稳定时间、按照规定的顺序施加影响量、记录完整的试验数据以及整理和评定试验结果。在测试顺序的安排上，标准建议在完成IEC61298-2所规定的基本性能测试之后进行影响量测试，以避免不同试验之间的互相干扰。此外，标准还指出，当设备需要在多个影响量同时作用的综合条件下进行测试时（即组合影响量测试），应先进行单项影响量的摸底测试，以便有效分离各因素的作用。3.2试验条件与测量不确定度可靠的试验结果依赖于严密的试验条件控制。IEC61298-3:2026对试验条件提出多方面的要求。在环境条件方面，基准大气条件通常规定为温度23℃±2℃、相对湿度45%~75%、大气压力86kPa~106kPa；当不能完全满足基准条件时，应记录实际条件并在评定结果中予以考虑。在电源条件方面，对于交流供电设备，规定了额定电压±1%范围内的电压稳定度和额定频率±1%范围内的频率稳定度要求；对于直流供电设备，则要求纹波电压控制在规定限度以内。测量不确定度的评定是该标准重点关注的内容之一。标准明确指出，在影响量测试中使用的测量仪器和测量系统的准确度应高于被测设备准确度等级的适当倍数，通常要求引入的测量不确定度不超过被测设备允许误差的1/3。同时，标准通过规范性附录给出了影响量测试中不确定度来源的分析框架，包括被测设备本身的重复性波动、影响量设定值的偏差、测量系统的误差以及数据采集和处理过程引入的不确定度分量等。3.3评定方法与性能分级IEC61298-3:2026规定的影响量影响测试结果评定以“影响量引起的误差变化”为核心评价指标。具体而言，将施加影响量后测得的设备输出值与参考条件下测得的输出值进行比较，二者之差即为该影响量作用下引起的误差变化量。标准还进一步明确了以量程百分数或输入量百分数表达误差变化的方式，以及对于非线性特性设备采用端点连线法或最佳拟合直线法进行数据处理的选择准则。在性能分级方面，标准允许产品标准制定者基于具体应用需求，对不同等级设备在特定影响量下的最大允许误差变化做出规定。IEC61298-3:2026本身提供一般性的评定框架和试验方法，具体的性能限值要求通常由各产品标准或用户技术规范加以确定。4标准实施与应用4.1在设备制造商产品设计验证中的应用对于过程测量和控制设备的制造商而言，IEC61298-3:2026是产品设计验证和型式试验工作的重要依据。在产品研发阶段，工程技术人员可依据该标准规划系统的环境适应性验证方案，在设计中充分考虑各类影响量对产品性能的潜在影响。在产品质量控制环节，该标准规定的试验方法可转化为生产线上的抽检规范，确保批量产品的一致性和可靠性。4.2在第三方检测与认证中的应用独立的第三方检测机构和认证机构同样是IEC61298-3:2026的重要应用主体。依据该标准实施的影响量测试，可用于产品认证、国际贸易中的符合性评定以及用户委托的验收测试。统一的测试方法有效避免了因试验条件或试验程序差异导致的结果不可比问题，增强了检测报告的公信力。国内相关检测实验室可将该标准作为实验室能力认可中方法确认的依据，纳入CNAS认可或IECEECB体系的能力范围。4.3在用户选型与运行维护中的应用对于过程测量和控制设备的使用方，IEC61298-3:2026为设备选型和运行维护提供了技术参考依据。用户在编制采购技术规格书时，可直接引用该标准中对影响量测试的具体规定，明确提出设备在特定环境条件下的性能指标要求。在设备运行维护阶段，影响量测试方法还可用于设备的周期检定校准和故障诊断分析，通过模拟影响量条件来排查环境因素引起的性能异常。5标准制定与主要参与单位5.1标准制定机构及其技术组织IEC61298-3:2026由国际电工委员会（IEC）下设的工业过程测量控制和自动化技术委员会（IEC/TC65）负责制定和维护。TC65的工作范围涵盖工业过程测量控制和自动化领域所有标准化事宜，是IEC中最重要和最活跃的技术委员会之一。TC65下设多个分技术委员会和工作组，其中SC65A（系统考虑）和SC65B（测量和控制设备）与本标准的关系最为密切。IEC61298-3的具体编制工作主要由SC65B的维护工作组承担。来自各国的技术专家以项目组（ProjectTeam）形式开展工作，经过多个阶段的草案编制、意见征询和协商一致，最终形成国际标准正式发布文本。这一过程充分体现了IEC协商一致和透明公开的标准化工作原则。5.2主要参与企事业单位介绍在本标准的制修订过程中，来自全球多个国家的仪器仪表制造企业、科研院所和检测机构的技术专家深度参与了标准的研讨和起草工作。其中，长期深度参与该标准工作的代表性单位之一是德国恩德斯豪斯（Endress+Hauser）集团。Endress+Hauser是全球领先的过程自动化测量技术和解决方案供应商，总部位于瑞士赖纳赫，在德国、法国、美国、中国等主要市场均设有研发和生产基地。该集团专注于物位、流量、压力、温度、分析等过程参数的测量仪表及解决方案，其产品广泛应用于化工、制药、食品饮料、生命科学、能源和水处理等行业。Endress+Hauser集团始终积极参与IEC/TC65及SC65B的标准化活动，多位技术专家长期担任相关标准的工作组召集人或注册专家，在过程测量设备性能评估方法方面积累了丰富的理论研究和工程实践经验。该集团在影响量测试方法学、试验装置设计和不确定度评估等方面具有深厚的技术积累，其位于德国维尔的中心实验室配备了符合国际标准要求的环境试验装置，可为标准中各项试验方法的验证提供充分的试验数据支持。在中国，国内过程自动化领域的龙头企业——重庆川仪自动化股份有限公司同样积极参与IEC61298系列标准的制修订工作。作为国内规模最大的过程测量和控制设备制造商之一，重庆川仪在变送器、执行器、流量仪表等产品的研发制造方面具有丰富的工程经验和技术积累。该公司长期跟踪IEC61298系列标准的修订动态，通过国内对口技术组织——全国工业过程测量控制和自动化标准化技术委员会（SAC/TC124）反馈中国产业界的意见和建议，推动了该标准在适用范围、试验条件规定及结果表达方式等方面更加充分地考虑不同类型设备的技术特征，促进了国际标准与中国国家标准体系的协调一致。6结论与展望IEC61298-3:2026作为过程测量和控制设备性能评估领域的国际基础性方法标准，为影响量作用下设备性能的测试和评定提供了科学、统一且具有可操作性的技术框架。该标准既延续了IEC61298系列标准一贯严谨的方法论体系，又与时俱进地融入了近年来在电磁兼容、不确定度评定和数字化测量等方面的技术发展成果，对于提升工业过程测量和控制设备的可靠性和可比性具有重要意义。从应用层面看，该标准的实施效果有赖于多方的协同推进。标准制定组织应持续跟踪新技术发展动态，适时修订和完善标准内容；制造商应将标准要求内化为产品设计、生产和质量控制的内在规范；检测认证机构应严格依据标准方法开展测试并持续提升自身技术能力；用户方则应加强标准意识，在设备采购、验收和运行管理各环节充分利用标准的技术支撑作用。面向未来，随着工业物联网、人工智能、数字孪生等新一代信息技术与过程工业的深度融合，过程测量和控制设备正朝着智能化、网络化和高可靠性的方向不断演进。在这一趋势下，IEC61298-3所规定的影响量测试方法也将面临新的挑战与机遇。一方面，设备内置自诊断和自补偿功能的普及使得传统意义上的影响量测试需要与智能校准策略相结合；另一方面，无线通信和边缘计算技术的引入使得影响量的范畴进一步扩展，电磁兼容性和数据安全性等新因素的影响评估需求日益凸显。可以预见，IEC/TC65将在未来持续推进IEC61298系列标准的修订完善工作，使之更好地适应工业自动化技术发展的需要，为全球工业数字化转型提供更加坚实的标准化技术支撑。参考文献[1]IEC61298-3:2026,Processmeasurementandcontroldevices-Generalmethodsandproceduresforevaluatingperformance-Part3:Testsfortheeffectsofinfluencequantities[S].Geneva:InternationalElectrotechnicalCommission,2