GB-T3387-1992 工业过程测量和控制系统用动圈式指示仪性能评定方法

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N】0

631.2:53.082.74;621一503

中华人民共和国国家标准

GB3387一92

工业过程测量和控制系统用

动圈式指示仪性能评定方法

Methodsofevaluatingtheperformance

ofmovingcoilindicatorsforindustrial-

processmeasurementandcontrolsystems

1992一02一19发布1992一10一01实施

国家技术监督局

发布

中华人民共和国国家标准

工业过程测量和控制系统用

动圈式指示仪性能评定方法

Methodsofevaluating.theperformance

ofmovingcoilindicatorsforindustrial-

processmeasurementandcontrolsystems

GB3387一92

代替GB3387一82

1主题内容与适用范围

本标准规定了工业过程测量和控制系统用动圈式指示仪的主要性能参数、试验条件和性能评定方

法

本标准适用于工业过程测量和控制系统用磁电系动圈式指示仪(以下简称仪表)。

仪表包括直接作用和带前置放大器的动圈式指示仪。

仪表可与下列传感器、变送器配合使用或接受下列信号:

a.热电偶或辐射感温器;

b.热电阻;

。霍尔压力变送器或传感器;

d.电阻远传压力表;

e.标准化模拟直流电信号或其他模拟直流电信号;

f.其他产生电阻变化的传感器

本标准适用于一般工作条件下使用的仪表。特殊工作条件下使用的仪表所额外增加的技术要求，不

属于本标准范围。

试验条件

2门环境条件

2.1.1标准大气条件

温度:20-C

相对湿度:65%

大气压力:101.:3kPa

2.1.2参比试验大气条件

仪表的参比性能在仲裁时必须在下述大气条件下进行试验:

温度:204--2C

相对湿度:60%--70%

大气压力:86-:106kPa

用于热带、亚热带或其他特殊用途的仪表，其参比大气条件按有关标准规定。

2.1.3一般试验大气条件

当试验不可能或无需在参比大气条件下进行时，推荐采用下述大气条件:

国家技术监督局1992一02一19批准1992一10一01实施

GB3387一92

温度15-35(

相对湿度;45%一75'0

大气压力:86.106kPa

每项试验期间，允许温度的最大变化率为10C/10mina

1-礴其他环境条件

除上述大气条件外，试验尚应在下述环境条件下迸行:

磁场:除地磁场外，应使其他外界磁场小到可以忽略不计;

机械振动:应使机械振动小到可以忽略不计。

2动力条件

2.1公称值

按有关标准或制造厂的规定。

2.2极限偏差

电压士1%

频率:士100

谐波失真:小于5%(交流电源)

纹波:小于。.2%(直流电源)

试验的一般规定

I1仪表应按制造厂的使用说明书，特别是有关预调的说明，投入运行。与热电偶配用的仪表.若具有

参比端温度自动补偿功能，试验时必须采用补偿导线和参比端恒温器。

3.2除安装位置影响试验外.试验时仪表应处于正常工作位置，在任何方向的倾斜不超过10,

3.3在进行试验前，允许调整机械零位。除非条款中另有规定，在每项试验过程中，不得调整机械零位

和不允许轻敲或振动被试仪表

34除非条款中另有规定，影响量只有所涉及的工作条件在规定范围内变化，其他工作条件均应在参

比工作条件下保持稳定。且影响量对仪表的影响应在有关标准或制造厂规定的正常工作条件极限值上

确定。

由于条件限制不可能在参比大气条件下进行的影响量试验，可在一般试验的大气条件下进行。

3.5试验用测量系统的误差极限应在试验报告中说明，并应不大于被试仪表规定误差限的1/4,

3.6仪表在接通电源后，应按制造厂规定的时间进行预热使仪表内部温度稳定。如制造厂未作规定，

允许预热30min,

I了除非条款中另有规定，试验时输入信号应无明显波动。输入信号的变化速度应足够慢，保证在任何

试验点上不产生过冲。

I8试验时，输入信号应同时施加到被试仪表和标准仪器上，使标准仪器达到所要求的值，然后读取被

试仪表的示值。

为方便计，可以调整输人信号，使被试仪表的指示指针对准某一主标度线，然后读取标准仪器的示

9除非条款中另有规定，试验结果应按输入量程的百分数计或按标度弧长的百分数计.

10有关标准或制造厂规定的技术指标，应列在试验报告有关栏中。以便对照。

与精确度有关的试验

值334

4.1总则

4.1.1被试仪表和试验设备均应先在参比工作条件下使之稳定，其试验也都应在这种条件下进行。若

有技术依据使试验结果末发生疑义，并能确保在参比工作条件下符合与精确度有关的技术性能指标要

z

c93387一92

求时，则试验也允许在一般试验大气条件下予以稳定和进行测试，但所有可能影响试验结果的工作条件

均应随时进行观察和作出记录。

4.1.2下限值和(或)址程可调的仪表，可在试验开始前调整下限值和(或)量程，使上、下限值的误差减

至最小。

4.1.3试验点应为包括上、下限值(或其附近1o%tk程以内)在内至少5个点。试验点应均匀分布在整

个测星范围卜。试验点的数目应与被试仪表的精确度和被评定的性能相称。

4.1.4试验时，输入信号必须按初始输入信号的同一方向退近试验点

4.1.5在正式试验.之前应使被试仪表作三个循环的全测星范围的移动。

4.2外接电阻和外线电阻

4.2.1公称值

按有关标准或制造厂的规定

4.2.2直接作用的仪表的极限偏差

:.与热电偶配用的仪表为士。.1n(包括补偿导线阻值);

b.与热电阻配用的仪表为士。.05dl。每两导线电阻值之差不超过。.01'a.

4.2.3带前羚放大N的仪表的极限偏差

，.与热电偶配用的仪表为公称值的110r;;

b.与热电阻配用的仪表为公称值的士5%。每两导线电阻值之差不超过。.oin.

4.3测鱿循环

仪表应在整个测量范围L，以上、下行程为一个循环，作至少三个循环的试验。在每个循环、每个行

程的每个试验点L观察和记录输入信号值和示值

4.4误差表

由上述至少三个测星循环得出的数据，按式(1)计算每个循环、每个行程的每个试验点上的误差

(6),即被试仪表示值与其相对应的实际值之差并用输入量程的正负百分数表示。正误差为示值大于实

际值

A、一月。

A,.-A

X100%.............................................(1)

式中:式-—被测标度线上示值相当的电量值，mV,mA或n;

A—被测标度线上测得各循环的上或下行程的实际电量值，mV,mA或fl;

A-一标度尺终点标度线上示值相当的电量值，mV,mA或S2;

肉—标度尺始点标度线上示值相当的电量值.mv,mA或SZ.

然后计算出同行程各试验点的误差平均值和上、下行程各试验点的误差平均值，并按附录A表A1

的形式列出误差表。

4.5误差曲线

根据4.4条所得出的误差表，以输入量程百分数计的误差为纵坐标，输入量程百分数为横坐标，点

绘出上行程、下行程阳上、下行程误差平均值的误差曲线，如附录A图A1所示。以表明它与规定特性曲

线的一致性。

4.6基本误差

仪表的基本误差由4-4条的误差表中的最大正、负误差来确定，见表A1和A2的实例。

47端基一致性误差

仪表的端基一致性误差由4.5条的误差曲线直接确定。

二作一条规定的特性曲线，使其在下限值和上限值上与平均误差曲线重合;

GB3387一92

b.上、下行程平均误差曲线与规定的特性曲线之间的最大差值为端基一致性误差。见图Al和表

A2的实例。

4.8回差

仪表的回差由4.4条的误差表中各试验点的上行程误差平均值与下行程误差平均值之间的最大差

值来确定。见表A1和A2的实例。

4.9重复性误差

仪表的重复性误差由4.4条的误差表中各试验点上同行程的误差之间的最大差值来确定见表A1

和A2的实例。

影响量试验

5-1总则

除非条款中另有规定，影响量对仪表的影响应由同行程的三次测量结果的平均值来确定。

除非条款中另有规定，影响量对仪表的影响一般是由下限值和量程的变化来确定。

影响量的变化速率应足够慢，以保证在任何场合下被试仪表都不发生过冲。

5.2电源畸变

5.2-1主电源变化

当交流电源的电压和频率或直流电源的电压按下述组合变化时，测量由此产生的仪表下限值和量

程的变化。

交流电源:

电压频率

a.公称值公称值

b.公称值公称值的105%

c.公称值公称值的95%

d.公称值的110%公称值

e.公称值的85%公称值

f.公称值的L10%公称值的105%

8.公称值的85%公称值的105

h公称值的110%公称值的950o

1公称值的85%公称值的95%

直流电源电压:

a.公称值;

b.公称值的I10%;

c.公称值的55%.

注①如有关标准规定有较小的电压和(或)频率的极限偏差，则应按有关标准的规定

②必要时，交流电源的变化影响试验可简化为下述组合变化:

电压频率

a.公称值公称值

b.公称值的110%公称值的105

c.公称值的110%公称值的9500

d.公称值的85%公称值的105%

e.公称值的85%公称值的95

5.2.2电源瞬时中断

本试验的目的在于确定由规定电源切换到备用电源时，仪表的瞬态特性和恢复时间。

GB3387一92

试验时，仪表指针应设定在标度尺中点附近的标度线上。

交流供电的仪表，应在交叉点或随机相位L中断，中断时问为:10,20,200,1000rtu,

直流供电的仪表，中断时rfl]为:5,20,200,1000m,.

观察和记录下列数值:

a.示值的最大瞬时正、负变化;

b.重新接通电源后，示值到达其稳态值并保持在基本误差限内所需的时间;

。示值的任何永久变化。

如果在随机相位上切换，此项试验应重复10次，两次试验之间的时间间隔至少等于中断时间的10

倍。如果在交叉点上切换只需进行3次试验，取多次试验的最大值。

5.2.3电源电压降低

试验时.仪表的指针应设定在上限值的标度线上。

电源电压降低到公称值的75，并保持5se

观察和记录仪表示值的任何瞬态变化的大小和持续时间

5.2.4IL源瞬II"过1I

试验线路如附止A图A2所示。

试验时.仪表的指针应设定在标度尺中点附近的标度线上.

朴加到I:IL源I.的尖峰IL11:111电容器放电产生，尖峰脉冲的能量为。.1j，尖峰电压的幅值为主电

源电}]之有效值的Iool},200};和So00n

_I电源线应III包括个5?.少为500pH扼流圈的抑制滤波器加以保护。

fl试验线路}飞.对件个巾副l的尖峰电压施加与主电源峰值电压同相的两个脉冲，或施加与主电源随

机相位(I'1至少10个脉冲。

观察和记录仪表示值的任何瞬态和永久变化。

5.3电干扰

5.3.1共模干扰

本试验仅适用于接线端子对地绝缘的仪表。试验的目的在于确定施加在输入端子与地之间的共模

电压对仪表示值的影响。

共模干扰试验时，仪表应由不受共模干扰的信号源提供输入信号。

试验线路如附录A图A3所示。

试验时，仪表的指针应设定在标度尺10%和90%附近的标度线上。

在每个输入端子与地之间依次施加与主电源频率相同的，250V电压.同时应调整干扰电压的相位

(0.3600)，使仪表示值的变化为最大。如有关标准规定的共模下扰电压小于250V，则应按有关标准规

定的较小值代替。

必要时，仪表还应用直流电压代替交流电压重复本试验。直流电压采用50V或为输入量程1000

倍的电势〔两者中选较小位或按制造厂规定的较小丫fit)I在Ii:、负两种极性上进行试验。

观察和记录仪表示值的变化.

5.3.2串模干扰

本试验的目的在于确定一个与主电源频率相同的交流1曰氏川、模电压)小联地迭加在输入端子上对

仪表示值的影响。

试验线路如附录A图A4所示。

串模电压由变压器的次级产生。变压器的次级川最人勺10fl或托有fir:标准规定的输入信号源内阻

最小值的并联电阻分路，并与输入端[.串接〔下直按‘，{迈人Jj延埃的变压器次纵与负载电阻井联的一侧应

接地。

试验时，仪表的指针应设定在标度尺功.“，和钟%附近的标度线}几

GB3387一92

将仪表与试验线路断开，调整变压器的初级电压，使负载1匕限两端的串模电压设定在1v峰值。然

后将仪农接入试验线路.调整干扰电压的相位(0~3600).使仪表i;值的变化为最大。如有关标准规定

的串模卜扰电八、小于1v峰俄，则应按有又标准规定的较小ftif屹竹

观察和记录仪表示值的变化

5.4接地

本试验仅适用于输人端子与地绝缘的仪表。

依次将5#个接线端子与地联接，测4-1和计3仪表卜限值和f;".程的变化]}二现察任何瞬态变化。

应仔细消除因试验设备输入电路接地所造成的彩响

5.5外界磁场

本试验应在由频率为50Hz的交流电或直流电产生的磁场强度为g00A/m的外界磁场中进行。

试验时，仪表的指针应设定在标度尺中点附近的标度线仁

仪表放到磁场线圈的中心转台上。信号源和标准仪器应离开磁场至少3m。转动中心转台和磁场线

圈，对交流外界磁场影响试验，还应调整移相器(0'^3600)，使仪表处于最不利的磁场方向和相位上。在

这条件F测鱼和计算由此产生的仪表下限值和量程的变化。

5.6外阻

与热电偶或与热电阻配用的带放大器的仪表，使外接电阻或外线电阻从有关标准或制造厂规定的

最小值改变到最大值.测Q和计算由此产生的仪表下限值和量程的变化。

5-了安装位置

试验时，将仪表从制造厂规定的正常工作位置前、后、左、右各倾斜51,10。或制造厂规定的最大倾斜

度，测量和计算由此产生的仪表下限值和量程的变化

5.8并置仪表

试验时.将一台同样的仪表由离被试仪表1m外，从上、下、左、右四个方向逐渐移近被试仪表，紧

靠并YIS,测垫和计约由此产生的仪表下限值和量程的变化。

5.9钢板影响

试验时，将仪表安装到2士0.5mm厚的钢板上，测量和计算由此产生的仪表下限值和堡程的变化。

5.10机械振动

本试验的目的在于确定带放大器的仪表工作时所经受的机械振动对仪表示值的影响，同时确定仪

表机械强度在这些条件下是否能满足要求。

试验时，仪表的指针应设定在标度尺中点附近的标度线上。

仪表应按规定的安装方式安放在振动试验台上，并在三个互相垂直的轴线上承受直线正弦振动，其

中一个轴线应为铅垂方向用来安放仪表的振动台、安装板和任何安装托架的刚度应使传递到仪表上的

脉冲的损耗为最小，目不增大振幅，亦不产生谐振。

试验分三阶段进行。

第一阶段:寻找初始i皆振

本阶段的f-I的在于了解仪表对振动的响应，确定谐振频率和收集寻找最终谐振所需的资料。

振动试验用的频率范围和位移幅值或加速度幅值应从表1中选取。

GB3387一92

表1

~\f},r1't

安装场所~\

振动频率

Hz

位移幅值

mm

加速度幅值

m/52

控制室

10-550.035

控制室〔一般应用)和

现场(低振动水平)

10--60

60-150

0.075

10

扫颇应是连续和对数的，扫描速率约为每分钟1/2个倍频程。

扫频期间，应记「使示值有明显变化的和产生机械谐振的频率。

第二阶段:耐振性试验

仪表应在三个互相垂直的平面卜各承受1h(或按有关标准规定)的振动，其中一个平面应为铅垂

方向.在梅个平面上.试验应按第一阶段所得出的最大机械谐振频率进行如未检出谐振，则按工作条件

所规定的最大频率进行

第三阶段:寻找最终谐振

寻找最终谐振的方法与第一阶段相同，并用相同的频率范围和振幅或加速度，所得出的谐振频率和

使示值产生明显变化的频率应与第一阶段所得出的仔细对比。两者的差别可能是由弹性变形引起的炸

将导致机械结构开始破裂。

最终检查:振动试验后，应目视检查仪表有无机械损坏，并测量仪表的基本误差、回差和安装位'ih`.:1

响。

5.11过范围

在仪表上施加F限值的输人信号，并缓慢增加到20O%量程的过范围值，持续1min，然后将输入信

号降到下限值。过smin后，测量和计算仪表下限值和量程的变化

5.12环境温度

本试验应在温度试验箱中进行，试验温度和试验的顺序如下:

+20C、十40C、+55C,+20C、

OC、一10C、一25"C、十20C。

仪表的正常工作温度范围所不包括的温度不进行试验，如仪表的正常工作温度范围的最高和(或)

最低温度接近上述温度，则用正常工作温度范围的最高和(或)最低温度代替。

温度应逐步变化。每一温度的允差为士2C。在每一温度上应有足够的时间(不少于2h)，使仪表内

部达到热稳定。

在每个温度上测量仪表的示值，计算相邻温度每变化10C时仪表示值的变化。

5.13湿热

仪表应先在参比工作条件下放置24h,测量仪表的基本误差、回差和安装位置影响。然后将仪表放

进湿热试验箱内，使试验箱的温度和相对湿度为4。一IC和91%^'95%，并保持至少48h。在上述周期最

后的4h内，接通能源。周期结束后，立即测量仪表的示值，并计算示值变化。试验后，将仪表从试验箱中

取出，检查仪表是否有飞弧现象、冷凝水聚集和元部件损坏

仪表应再在参比工作条件下放置不少于24h,测量仪表的基本误差、回差和安装位置影响。

5.14稳定性

5.14.1始动漂移

本试验的目的在于确定仪表接通能源后即刻和以后一段时间内产生的示值变化。

试验前，仪表应在参比工作条件下放羚24h，但不接通能源。然后在仪表上施加10肠量程的输人信

号.接通电源，记下5min,lh和4h的示值。断开能源，仪表再在参比工作条件下放置24h，用90%量

GB3387一92

程的输入信号,F:VI-.;k,试脸flIi1$101时I}11的，I;Itt的鼓人差WllRJ始动漂移

5.14.21<期漂移

仪表应在规定I:作条件卜川90卜F程的稳定输入信号运行30d。试验前仪表应先在规定工作条件

下放段2.11,.llililQ和l卜S7仪1<的I`限放和IA程试验期间，每天观察和记录仪表示值的变化。在试验结

束后.紧接若测+l}fl11r37-仪表的I'限仇fl址程试验前后下限值和量程的变化即为长期漂移。

仪表的长期1票移试验},r选择在卜述条件下进行:

a.仪表处f参比匕作条件F;

b.仪友处于正常1牛温度匕限值，其他工作条件均处于参比工作条件下。

5.15加速寿命试验

在仪表上施加峰一峰值约为50ii壁程.且其中点位于标度尺中点的交变输人信号，其频率应使增益

不小于0.9.除非有关标准另有规定。仪表应运行10'个循环。试验前后均测量仪表的基本误差、回差和

安装位置影响。

其他试验

6门安全

6门门绝缘电阻

仪表的绝缘电阻用额定直流电压为500V的兆欧表测量。

试验时，断开电源，使电源开关位于接通位置，输入端子和电源端子分别短接，然后测量下述各端子

之间的绝缘电阻:

输入端子一接地端子;

电源端子一接地端子;

输入端子一电源端子‘.

6.12绝缘强度

绝缘强度试验采用45^65H:的正弦波电压，试验电压按表2规定:

表2

电压公称值，V

试验电压,kV

5;60

>60^-130

>130-250

>250-650

0.5

1.0

1.5

2.0

先将试验设备的空载电压设定在规定的试验电压的50%，然后接入被试仪表。试验设备的功率应

足以使所设定的电压在仪表接人后下降不超过10%，试验时使试验电压由零逐步平稳地上升到规定

值，保持1min，应不出现击穿或飞弧.然后使试验电压平稳地下降到零，切断电源。

试验应在6.1.1条的各端子之间进行。

未使用过的仪表可经受必要次数的100%规定试验电压的绝缘强度试验。

6.2断偶保护

具有断偶保护线路的仪表，当热电偶断路时，观察和记录仪表指示指针的位置和表示方式。

6}3内阻

与热电偶配用的直接作用的仪表的内阻采用补偿法进行测量。

其计算按式(2)，接线图如图1:

GB3387一92

一

R;_华XR,

乙12

式中:E22—开关掷向1,2时测得的毫伏值;

E.34—开关掷向3,4时测得的毫伏值;

R,—标准电阻;

R,—仪表内阻

图1

与热电偶配用的带放大器的仪表的输入阻抗可采用上述类似方法进行测量。

6.4电功耗

在规定的电压与频率公称值下和最高电压与最低频率下测量和记录仪表以最大消耗工作时所消耗

的瓦特数或伏安数

6.5输出信号

具有变送器或传感器作用的仪表，在测量其示值性能时，应同时读取被试仪表的输出信号或变化

量，试验结果应按输出信号量程的百分数计

6.6运输条件试验

6.6.，运输环境温度

本试验的目的在于确定仪表于运输中可能遭受的高、低温条件对仪表性能的影响。

仪表在简易包装条件下放进高温试验箱中，在5.5士2'C的温度下保持8h，然后仪表放在参比工作

条件下至少24h，测星仪表的基本误差、回差和安装位vis影响。

仪表再放进低温箱中，在-40士2'C·的温度上重复上述试验。

注:正常工作温度范围上限值等干或高于50C'，并经过5.12条环境温度试验的仪表可不进行上述高温试验

6.6-2连续冲击

将仪表按运输要求装入运输包装箱中，又将包装箱直接或通过过渡结构用带子紧固在碰撞试验台

上。过渡结构应有足够的刚度，避免引起附加的谐振。然后使包装箱承受下述条件的试验:

脉冲波形近似半正弦波

加速度:100__+_10m/s"

脉冲持续时间:11士2ms

脉冲重复频率:60^-10。次/min

碰撞次数:1000士10次

试验后.将仪表从包装箱中取出，仔细检查仪表有无损坏，并测量仪表的基本误差、回差和安装位置

影响。

GB33B7一92

6.6-3自由跌落

本试验的目的在于确定仪表于运输中可能遭受的由于操作不慎产生的碰撞或摇动对仪表示值的影

响，同时考核仪表的最低牢固性

将仪表按运输要求装入运输包装箱中，又将包装箱按正常位IR.放在一个平滑、坚硬和牢固的混凝土

或钢制平台上，然后使包装箱底面升高，使其按有关标准的规定距台面为2550或100mm，接着使底

面自山跌落在平台上。应使包装箱底面经受四次跌落。

试验后，将仪表从包装箱中取出，仔细检查仪表有无损坏，并测量仪表的墓本误差、回差和安装位'6

$s响

动态特性试验

了.飞过冲址

施加相当于2/3标度尺弧长的阶跃输入信号，观察仪表指针的最大偏移位置与最终稳定位置的偏

差.以标度尺弧长的百分数表示

7.2阻尼时问

测里从施加相当于2/3标度尺弧长的阶跃输入信号起，到指针进入并不再超过其最终稳定位置

士l.5%标度K弧长范围时的时间间隔。

GB3387一92

附录A

(补充件)

/\/

下行程平均R差曲线

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端丛特性由线

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愉入信号t程的百分数(写)

图AI误差曲线

图A2电源瞬时过压试验线路示意图

愉入信号源

*aRSE

服服

匕i

杯调相位和幅值的

交流电压单元

上

卜}\31权卜扰试:r线路示意图

GB3387一92

一1

V知R

品Kbt1X

二认不二一Z

可调相位和幅值的

交旅电压单元

图A4串模干扰试验线路示意图

表A1误差表实例

12345678910

输入信

号敏程

误差(输入信号量程的%)

上下行

程平均

误差

第1测量循环第2测量循环第3测量循环平均值

上行程下行程上行程下行程上行程下行程上行程

下行程

%%珑%%

%%

%

%%

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

F0.06

+0.13

+0.11

一0.04

一0.18

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