0.02级指示仪表自动检定装置的应用

张黎莎，宋进良

(东北电力科学研究院有限公司，辽宁 沈阳 110006)

电测仪表的定期检定是保证发、供电企业正常运行的重要手段。传统手工检定过程繁琐、工作量大，已经不能适应电力系统的迅猛发展。本文介绍了一种ST－9600指示仪表检定装置。该装置具有操作简便、准确度高、稳定性好等优点，能够保证指示仪表量值传递的准确可靠，提高了计量工作的管理水平。

1 ST－9600构成

ST－9600装置主要由控制PC机、三相交流程控电源“JCD－3060”、直流程控电源“ST－3001”及电压、电流、功率标准仪表、信号分配器等构成(如图1所示)。

在软件控制下，PC机向装置中各设备发出控制命令，使测试电源输出相应的测试量，并通过信号分配器送至相应的标准仪器和装置输出端子。操作人员通过控制软件完成变换测试点、采样标准仪表和被检仪表的测量值、数据记录和误差计算等。

检定全过程由微机控制操作。检定过程中的量程选择、误差计算、幅度控制、参比量的设定等均由装置根据参数及规程自动完成;可将被检仪表表盘映像和标准表读数同时呈现在微机显示器上，极大地方便了检定人员对指示仪表的校验。

图1 指示仪表检定装置原理图

2 通信接口

ST－9600装置主要通过RS232和IEEE488两种接口方式采集处理数据。

a. RS232接口

RS232是异步串行通信中应用最早的标准总线之一，适用于数据通信速率为0～20kb/s、传输距离为15 m的数据终端设备和数据通信设备之间的通信连接。采用12 V标准脉冲，通信方式为单向、半双工和全双工。大多数PC都具有COM1和COM2 2个标准RS232接口，引脚如表1所示。

b. IEEE488接口

IEEE488总线具有10种功能，由16条信号线组成，其中8条为数据线，3条握手线，5条管理线，其余为接地线。各引脚含义如表2所示。

其中DIO为数据总线，双向传递，包含数据、地址、命令等数据类型。字节传送控制线DAV、NRFD、NDAC(3条)，其中DAV=1表示DIO数据线数据有效;NRFD=0表示所有设备准备好接收数据;NDAC=0表示所有设备全部接收完数据。接口管理总线共5条。其中:ATN=1规定DIO数据线上为接口信息;IFC=1使接口初始化;SRQ=1发出服务请求处理异常事件;REN=1表示设备处于远程工作状态;EOI=1表示多字节传送结束。

表1 RS232引脚列表

表2 IEEE488引脚列表

c. 装置接口调用

校验软件首先调用Read Instrument读取该DLL实现的仪器型号名称列表，从中选择一个具体的型号调用Init Instrument。根据具体试验选择调用Set Test Mode切换测量模式。如果仪器是标准源，根据不同的测量需要分别调用Set函数使电源输出测量信号和Get Test Value函数获取测量值。最后Close Instrument关闭通信。

3 软件流程

整个程序由主控程序和若干子程序组成。主控程序完成装置的初始化及功能程序块的调用。子程序分别完成校表参数设定、数据查询、权限设备等。软件流程如图2所示。

图2 软件流程图

4 检定装置中自动测量和误差计算

4.1 自动测量

装置可根据被检表的实际情况选择仪表名称、额定分度线、起始分度线、分度间距和全检量限。此外，对于公用同一标度尺的多量限仪表，可添加其它量限 (非全检量限)。确认输入无误后点击完成按钮，单击屏幕下方“开始”按钮，开始“基本误差”试验。

进行基本误差试验首先要选择测试量。测试量分为交流电压、交流电流、功率、相位U－I、相位U－U、功率因数、交流频率、直流电压、直流电流等。界面如图3所示。

列表中试验种类根据参数输入所选择的试验种类列出。如果选择和交流三相有关的试验会出现单相有功A、B和C;如果同时选择和功率有关的试验还会出现三相四线有功、无功等接线。单相交流或直流接线方式均为单相有功A。在选择量程上最上面一个量程为基本量程，其余为扩展量程。

图3 测量量选择界面图

4.2 数据库管理

装置接口实现方式为动态链接库 (DLL)。DLL文件名称可以任意，保存于安装软件设置的子目录下，具有多种功能 (如图4所示)。

图4 装置功能结构

a. 检定功能

检定功能包括选择方案、校验仪表2个模块。选择方案模块是为各种不同型号和规格的仪表分别设置一个缺省的校验方案，以便在仪表校验时能按预先制订的方案自动执行校验。

b. 参数设定

参数设定包括对仪表的基本参数、校验方案、地址、串行口、模块厂商、本机位置等信息的设置、修改和维护。

c. 数据处理

数据处理包括数据查询及数据统计。数据查询模块允许工作人员根据条形码、表号、校验日期、表型序号进行相关查询，得出校验报表。

4.3 检定结论及证书打印

检定完成后，检定人员可点击打印界面。“打印”界面可以通过两种方式打开。一种是单击主界面工具栏的“打印数据”按钮，另一种是在“查询”界面中单击“打印”按钮。前者打印是当前正在试验的仪器数据 (只有一个仪器，可以是未保存的数据);后者打印是已保存的数据，并通过查询得到的仪器的数据 (可以是多个仪器)。不管用哪种方式打开，打印界面相同。界面上方有“打印主界面”和“打印设置”两个按钮，打印界面打开时默认选中“打印主界面”。合格的仪器打印检定证书，不合格的仪器打印检定结果通知书。

5 检定装置测量不确定度验证

不确定度表示由于测量误差的存在而对被测量值不能肯定的程度。不确定度是指测量结果带有的一个参数，用以表征合理赋予被测量值的分散性。在本系统中，由于数字多用表是多参数、多量限仪表，不同的检定点其测量不确定度值不同，需分别给出。在进行测量不确定度评定之前，应对数字表进行多次独立的测量，根据重复测量的数据，可得出每个测试点的标准偏差。由标准偏差、数字多用表的分辨率、标准源的不确定度及传递不确定度计算得出测量不确定度。

采用传递比较法、以编号为232596三相标准功率表作为核查标准，其证书编号为DC0607SY1843，在三相四线100 V、5 A、功率因数为1.0、0.5 L时的测试数据及比对情况如表3所示。

表3 指示仪表不确定度验证

经验证装置测量重复性小于0.002%，总不确定度小于0.02%，满足 JJG124—2005、JJG603—89及SD110—83规程要求，具备0.1级及以下指示仪表量值传递能力。

6 结束语

ST－9600指示仪表校验装置计量准确性、稳定性均较好，已应用于东北电网0.1级及以下指示仪表的检定中，保证了指示仪表量值传递的准确。