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机电一体化本安防爆型热电偶技术标准

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上传时间
2011年08月09日

关键词: 机电一体化热电阻,天康机电一体化热电偶,安徽天康热电阻,天康公司铂电阻

上传者: 安徽天康（集团）股份有限公司

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资料简介

安徽天康集团机电一体化本安防爆型热电偶

技术标准

1、范围

本标准规定了带转换器热电偶的定义、产品分类、技术要求、试验方法、检验规则、标志、包装和贮存。

本标准适用于可拆卸的装配式或不可拆卸的铠装式带转换器热电偶（以下通称“仪表”）。

2、规范性引用文件

下列标准中的条款通过GB/T对本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用标准，其随后所有的修改单（不包括戡误的内容）或修订版均不适用于本标准,然而,鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些标准的版本。凡是不注日期的引用标准，其版本适用于本标准。

GB/T2829-2002 周期检验计数抽样程序及表（适用于对过程稳定性的检验）

GB3836.1-2000 爆炸性气体环境用电气设备第1部分：通用要求

GB3836.2-2000 爆炸性气体环境用电气设备第2部分：隔爆型“d”

GB3836.4-2000 爆炸性气体环境用电气设备第4部分：本质安全型“i”

GB4208-1993 外壳防护等级（IP代码）

GB/T15464-1995 仪器仪表包装通用技术条件

GB/T16839.1-1997 热电偶第1部分:分度表

GB/T16839.2-1997 热电偶第2部分:允差

GB/T17212-1998 工业过程测量和控制术语和定义

GB/T17214.1-1998 工业自动化仪表工作条件第1部分:气候条件

GB/T17614.1-1998 工业过程控制系统用变送器*部分:性能评定方法

GB/T17626.3-1998 电磁兼容试验和测量技术射频电磁辐射抗扰度试验

JB/T10202-2000 带转换器热电偶

JB/T5582-1991 铠装热电偶

JB/T7386.1-1994 工业自动化仪表术语温度仪表

JB/T9233.11-1999 工业自动化仪表通用试验方法外界磁场影响

JB/T9238-1999 工业热电偶技术条件

3、定义

本标准采用GB/T17212、JB/T7386.1和下列定义。

3.1转换器

将输入信号转换成标准化信号的装置。

3.2带转换器热电偶

接线装置内装有转换器，与热电偶一体，输出直流4mA～20mA标准化信号的热电偶。

4、产品分类

4.1型式

4.1.1仪表按转换器类别分为：

---隔离式；

--非隔离式。

4.1.2仪表按输出与输入信号关系分为：

---与热电偶检测的温度成线性关系；

---与热电偶毫伏信号成线性关系。

4.1.3仪表按防护形式分为:

---防溅水型；

---防喷水型。

4.1.4仪表按防爆型式分为：

---防爆型“d”；

---本质安全型“i”。

4.2基本参数

4.2.1测量范围

仪表的极限测量范围见表1

表1

热电偶类型	分度号	极限测量范围 ℃
铂铑10%/铂	S	0～1600
铂铑30%/铂铑5%	B	0～1800
镍铬/镍硅（或镍铝）	K	0～1300
镍铬硅/镍硅	N	0～1300
镍铬/铜镍	E	0～800
铁/铜镍	J	0～600
铜/铜镍	T	-200～+300
注:制造厂生产的仪表,其测量范围可在上述规定的极限测量范围内进行分档,或与用户协商确定;但zui小量程：S型和B型不小于600℃；K型和N型不小于400℃；E型和J型不小于300℃；T型不小于100℃。

4.2.2输出信号与传输方法

仪表输出信号为直流4mA～20mA,负载电阻250Ω,传输导线电阻不大于100Ω（在标准供电电压条件下）。

仪表输出信号传输方式为二线制。

4.2.3度

热电偶允差等级:热电偶允差应符合GB/T16839.2的规定。

转换器度等级:0.2，0.5和1.0级。

4.2.4电源

仪表标准供电电压为直流24V,允差为±10%,纹波小于1.0%。

4.2.5正常工作大气条件

仪表正常工作大气条件见表2

表2

安装场所等级	温度 ℃	相对湿度 %	大气压力 kPa
Cx1	-25～＋55	5～95	86～106
Cx2	-25～＋70
Cx3	-40～＋80
注: 1.表中安装场所等级,系指GB/T17214.1所规定的非标准场所等级。 2.安装场所各项要求允许仅对仪表主要部件之一的转换器进行试验。

5、技术要求

5.1基本误差

仪表的基本误差应不超过由热电偶允差和转换器基本误差限两部分的合成误差。

仪表的基本误差可用误差或引用误差的形式表示。

5.1.1输出与热电偶检测的温度成线性关系。

5.1.1.1仪表的基本误差限（△t_p）直接以被测变量（温度）表示:

△t_p=△t_R+△t_C={C_t+A%（t_u-t_L）}…………………………（1）

式中:△t_R-热电偶t温度时的允差,其值为C_t,℃;
△t_C—以被测变量表示的转换器基本误差限，℃；
A— 转换器度等级指数;
t_u—仪表测量范围的上限值,℃;
t_L—仪表测量范围的下限值,℃;

5.1.2仪表的基本误差限（δ_tp）以被测变量（温度）的量程百分数表示:

Ct
δtp=δtR+δtC=±[ — ×+A%]……………………（2）

tu-tL
式中:δtR---以被测变量的量程百分数表示的热电偶t温度时的允差,%;
δtC---以被测变量的量程百分数表示的转换器基本误差限,%。

5.1.2 输出与热电偶（mV）信号成线性关系

5.1.2.1仪表的基本误差限（△R_P）以被测变量所对应的热电偶（mV）信号表示:

dR
△ R_P=△R_R+△R_C=±[C_t— +A%（R_u-R_L）]……………………（3）

式中:△R_R---以热电偶（mV）信号表示的热电偶t温度时的允差,mV;

△Rc---以热电偶（mV）信号表示的转换器基本误差限, mV;

— ---热电偶t温度时,热电势随温度的变化率，mV /℃;

Vu---仪表测量范围的上限值所对应的热电偶分度表中的热电偶电势, mV

V_L---仪表测量范围的下限值所对应的热电偶分度表中的热电偶电势,mV

5.1.2.2仪表的基本误差限（δVp）以热电偶（mV）信号的量程百分数表示:

Ct dV/dt

δVp=δV_R+δVc=±[ ×+A%]……………………………（4）

V_u-V_L

式中: δV_R---以热电偶（mV）信号量程百分数表示的热电阻t温度时的允差,%。

ΔR_C---以热电偶（mV）信号量程百分数表示的转换器基本误差限,%。

5.2 绝缘电阻

仪表输出接线端子与外壳之间的绝缘电阻应不小于50MΩ。

5.3绝缘强度

仪表输出接线端子与外壳之间,应能承受频率为50Hz,电压有效值为500V的绝缘强度试验,无击穿及飞弧现象。

5.4热响应时间

当温度出现阶跃变化时,仪表的电流输出信号变化至相当于该阶跃变化某个规定的百分数所需的时间,通常以τ表示。采用50/%，90%或10%的响应百分数,对应的热应时间分别用τ_0.5，τ_0.9或τ_0.1表示。

仪表的热响应时间（一般以τ_{0.5使用说明书上提供的数值。}表示）应在说明书上明示，并符合制造厂在

下述两种的情况：

当转换器的阶跃响应稳定时间不大于热电阻热响应时间（τ_0.5）的1/5时，则可按热电偶的热响应时间作为仪表的热响应时间（τ_0.5）。

当热电偶的热响应时间（τ_0.5）不大于转换器阶跃响应稳定时间的1/2时，则可按转换器的阶跃响应稳定时间作为仪表的热响应时间（τ_0.5）。

5.5外壳防护等级

应按制造厂技术规范或与用户协商确定的符合GB4208规定的防护等级。

5.6外观

a）各部分装配正确,连接可靠,零部件无缺损;

b）内外各接线端标志明显;

c）紧固件无松动及滑牙现象;

d）表面无明显的划痕和显著锈蚀，涂层、镀层无剥落现象。

e）铬牌上内容完整.字迹清晰;

f）防爆型仪表的防松装置可靠、有效。

6、试验方法

6.1外观检查

仪表的外观用目测法和用适当的工具进行检查

6.2 试验条件

6.2.1环境条件

试验推荐采用下述环境条件:

温度:15℃～35℃;

相对湿度: 45%～75%;

大气压力:86kPa～106kPa;

机械振动:小到可以略不计;

磁场:除地磁场外,应使其他外界磁场小到可以略不计。

6.2.2电源和负载
直流稳压电源 24V, 允差±1%;负载为250Ω,允差±0.01%。

6.3 仪表基本误差试验

6.3.1总则

a）在通常情况下,仪表的基本误差试验应整机进行,当对试验数据有异议或仲栽时,则允许对热电偶感温元件和转换器分别按JB/T10202、JB/T16839.1，JB/T5582,JB/T9238和本标准附录A（标准的附录）规定的分度表、技术要求和试验方法进行。

b）仪表的试验线路。所采用的测试仪器和设备组成的测量系统基本误差限应不超过被试仪表基本误差的四分之一。C）试验应在上述推荐的环境条件下进行，试验前允许对被试仪表进行预热和预调。

6.3.2测试方法
a）检验温度点不小于5个,试验点应按温度量程线性分隔确定;对不具有线性化功能的仪表,试验点应按温度量程所对应的热电偶热电势值线性分隔确定,但优先选用该附近的整或整十度点,且检验温度点中应包括测量范围的上限、下限和量程的50%附近的三个点；

b）对不具有参比端温度补偿功能的仪表应在热电偶感温元件回路中串接一个参比端温度补偿器或用数据处理方法修正室温造成的影响；

c）测量顺序是先测量范围下限的温度，然后自下而上依次测量。在每个试验点上，待恒温装置的温度足够稳定后方可进行测量；

d）分别读取标准温度计的示值和相对应的仪表输出值（其值可直接从输出负载的数字电流表中读取或在与输出负载并接的数字电压表上读取，再折算成相应的输出电流值）。

6.3.3数据处理

仪表的基本误差可按下述方法进行计算。

6.3.3.1输出与热电偶检测的温度成线性关系:

a）基本误差（△t）直接以被测变量（温度）表示:

Is－4

△t=t_S－t_n[t_L+ （t_u-t_L） ]-t_n …………………………（5）

式中:t_S---被试仪表输出读数折算成的温度值,℃;

t_n----标准温度计的示值,℃;

I_s---仪表实测输出电流值,mA。

b）基本误差（δt）以被测变量的量程百分数表示:

t_S-t_n

δt= ×……………………………………………（6）

t_u-t_L

6.3.3.2输出与热电偶（毫伏）信号成线性关系:

a）基本误差（△R）以被测变量所对应的热电偶（毫伏）信号表示

I_s-4

△V=V_S-V_n=[V_L+ （V_u-V_L）]-V_n ………………………………（7）

式中:V_s---被试仪表输出读数折算成的热电偶电势，mV；

V_n---标准温度计示值所对应热电偶分度表中的热电偶电势,mV。

b）基本误差（δV）以热电偶（电势）信号的量程百分数表示:

Vs－Vn

δV= × ………………………………………（8）

Vu-VL

注：以上算式仅适用于具有热电偶参比端温度补偿器件情况下测得的数据处理；在无热电偶参比端温度补偿器件的情况下，zui简便的修正方法是将上述式中的V_n减去室温所对应热电偶分度表中的热电势值作为标准温度计示值所对应的室温环境条件下热电偶的热电势值。

6.4绝缘电阻试验
a）用额定直流电压为500V的兆欧表测量;

b）兆欧表接在仪表输出接线端子与外壳之间,在施加全试验电压且兆欧表示值稳定后,记下读数,然后将兆欧表测量端互换重复上述试验;

c）取zui小值作为测量结果。

6.5绝缘强度试验

a）试验时设定的报警泄漏电流为1mA;

b）在仪表输出接线端子与外壳之间施加试验电压,持续1min,观察有无击穿和飞弧现象。

6.6热响应时间试验
按JB/T5582或JB/T9238、JB/T10202规定的检验要求和方法测试仪表的电流输出信号变化至相当于该温度阶跃变化50%所需的时间。当对两种情况下的仪表热响应时间试验时，则可分别进行热电偶的热响应时间测试和按本标准附录A（标准的附录）规定的试验方法进行转换器的阶跃响应稳定时间的测试。

6.7外壳防护等级试验

按GB4208规定的试验方法进行外壳防护等级的试验。

7、检验规则

每台仪表出厂前都要进行出厂检验，各种型式的仪表均应定期抽样进行型式检验。凡用于存在电磁兼容环境和爆炸性环境的仪表，应分别进行附加型式检验。

7.1出厂检验

仪表出厂应进行以下项目的检验:

a）外观;

b）基本误差（不少于一个检验温度点）;

c）绝缘电阻;

d）绝缘强度。

7.2 型式检验

仪表应按本标准的全部要求进行型式检验。

7.2.1抽样

仪表的型式检验推荐以下两种抽样方法。

7.2.1.1随机抽取不少于三台仪表。

7.2.1.2按GB/T2829规定的方法选用下述抽样方案:
      A）    适用判别水平Ⅲ。
      B）    不合格质量水平 RQL=65;
      C）    判定组数组: A_c＝0   R_e=1。

8、标志、包装和贮存

8.1标志

每台仪表均应有铭牌,仪表铭牌上应标明:

A）产品型号;

B）测量范围及分度号；

C）热电偶允差等级;

D）转换器基本误差限;

E）制造日期或出厂编号;

F）制造厂厂名或厂标。

隔爆仪表除上述规定的内容外,还应标明:

A）铭牌上的右上方有明显的标志“Ex”；

B）防爆标志；

C）防爆合格证号。

8.2 包装

采用GB/T15464中规定的普通木箱包装。

8.3贮存

仪表应贮存在环境温度5℃～35℃,相对湿度不大于75%的通风良好的室内,且空气中不应含有对仪表有腐蚀作用的有害物质。

附录 A
（标准的附录）
转换器的技术要求和试验方法

当仪表可拆卸,并需进行热电偶和转换器分别考核时,其转换器的技术要求和试验方法应符合下述规定。
A 1 技术要求

A 1.1 与度有关的技术指标

转换器与度有关的技术指标应不超过表A1规定。其技术指标应包括参比端温度补偿的误差。

表A 1

条文号	项目名称	技术指标
		单位	度等级
		单位	0.1级	0.2级	0.5级
A1.1.1	基本误差限	%	±0.2	±0.5	±1.0
A1.1.2	端基一致性误差		±0.2	±0.5	±1.0
A1.1.3	回差		0.2	0.25	0.5
A1.1.4	重复性误差		0.1	0.2	0.35
注:表中以百分号为单位的指标值,均为对应量程的百分数。

A 1.2 与影响量有关的技术指标

转换器与影响量有关的技术指标见表2

表A2

条文号	项目名称		技术指标
			单位	度等级
			单位	0.2级	0.5级	1.0级
A 1.2.1	电源变化影响	下限值与量程变化量	%	≤0.1	≤0.25	≤0.5
A 1.2.2	电源反向保护		-	无损坏
A1.2.3	共模干扰（交流: 电压有效值250V 50Hz,直流:50V）	下限值与量程变化量	%	≤0.2	≤0.5	≤1.0
A 1.2.4	串模干扰	电压有效值	mV	≥0.1
A 1.2.5	接地影响	下限值与量程变化量	%	≤0.1	≤0.25	≤0.5
A 1.2.6	输出负载变化影响	下限值与量程变化量	%	≤0.1
A1.2.7	环境温度影响	下限值与量程变化量（含参比端温度补偿）	%	≤0.4	≤1.0	≤2.0
A1.2.7	环境温度影响	下限值与量程变化量（无参比端温度补偿）	%/10℃	≤0.2	≤0.5	≤1.0
A1 2.8	相对湿度影响	下限值与量程的残余变化量	%	≤0.2	≤0.5	≤1.0
A1 2.8	相对湿度影响	目检有无跳火花痕迹等损坏现象	%	无损坏

续表A2

条文号	项目名称		技术指标
			单位	度等级
				0.2级	0.5级	1．0级
A1.2.9	机械振动影响 f:10Hz～150Hz s:0.15mm a:19.6m/s²	*、三阶段试验时下限值值与量程变化量	%	≤0.2	≤0.5	≤1.0
		下限值与量程的残余变化量		≤0.2	≤0.5	≤1.0
		对机械结构影响		无损坏、无松动
A1.2.10	长期漂移	下限值与量程变化量	%	≤0.4	≤0.5	≤1.0
A1.2.10	倾跌影响	下限值与量程变化量	%	≤0.2
		对机械结构影响		无损坏
注: 1.表中以百分号为单位的指标值均为对应量程的百分数。 2.残余变化量系指试验前与试验后的变化量。

A1.3其他技术指标

A1.3.1 绝缘电阻
转换器输入输出端子与外壳之间绝缘电阻值应不小于50MΩ；
隔离型转换器的输入与输出端子之间的绝缘电阻值也应不小于50MΩ。

A1.3.2绝缘强度

转换器输入输出端子与外壳之间,应能承受频率为50Hz,电压有效值500V的绝缘强度试验,无击穿及飞弧现象。

隔离型转换器了输入与输出端子之间也应能承受频率50Hz,电压有效值500V的绝缘强度试验,无击穿及飞弧现象。

A1.3.3 输入开路和短路影响

a）转换器经输入开路与短路试验后了输出稳态变化量应不大于基本误差限值的二分之一,恢复时间应不超过3min;

b）当输入开路时,转换器应给出断线报警信号。

A1.3.4 输出开路影响

转换器经输出开路试验后的输出稳态变化量应不大于基本误差限值的二分之一,恢复时间应不超过3min。

A1.3.5 阶跃响应

转换器了阶跃响应稳定时间应不大于10s。

A2 试验方法

除以下规定了试验方法外,其他试验均按GB/T17614.1规定进行。

A2.1与度有关的技术指标试验方法

A2.1.1试验线路

仪表的一般试验按图A1接线（图中的可变电阻为模拟传输导线的电阻）
A2.1.2 测试仪器

a）电源:直流稳压电源24V,允差±1%;

b）负载:250Ω,允差±0.01%；

c）数字电压表:度优于0.05级,分辨力优于10μV。

A2.1.3 测试方法

a）输出与热电偶检测的温度成线性关系的仪表,试验点应按温度量程线性分隔确定;不具有线性化功能的仪表,试验点应按温度量程所对应热电偶热电势值线性分隔确定。

b）A1仅适用于具有热电偶参比端补偿器件的仪表，试验时从对应分度表中查取各试验点的热电势值作为输入信号；当具有热电偶参比端温度补偿器件的仪表采用
A2接线时，可以对应分度表中查取各种试验点的热电势值减去室温所对应的热电势值作为输入信号进行各项试验。

A2.2绝缘电阻试验

将转换器输入输出端子短接,用额定直流电压为500V的兆欧表测量短接点与外壳之间的绝缘电阻值,待兆欧表示值稳定后读数。再将兆欧表测量端互换重复上述试验，取zui小值作为测量结果。对隔离型转换器，还应将输入、输出端子分别短接，再用上述方法测量输入端子与输出端子之间的绝缘电阻值。

A2.3绝缘强度试验

将转换器输入输出端子短接,试验时设定的报警泄漏电流为1mA,在短接点与外壳之间施加电压有效值为500V试验电压,保持1min,观察有无击穿及飞弧象。对隔离型转换器，还应将输入、输出端子分别短接，用上述方法在输入端子与输出端子之间重复上述试验，观察有无击穿和飞弧现象。

附录 B

（标准的附录）

附加型式试验

B1技术要求

B1.1电磁兼容性

B1.1.1外界磁场影响

仪表置于磁场强度400A/m,频率为50Hz的交流磁场中,在zui不利的磁场方向和相位时，仪表输出变化应不大于基本误差限的值。

B1.1.2射频干扰

当仪表受到频率为27MHz-1000MHz,试验电场强度为3级（10V/m）或由制造厂与用户之间协商的试验等级的射频干扰时,仪表输出变化应不大于基本误差限值的二分之一。

B1.2防爆

B1.2.1防爆型式

防爆型仪表“d”或本质安全型仪表“i”。

B1.2.2防爆性能

仪表按采用的防爆型式,其防爆性能除符合GB3836.1中有关的通用要求外，还须符合GB3836.2或GB3836.4的防爆等级要求。

B2试验方法

B2.1电磁兼容性试验

B2.1.1外界磁场影响试验

本试验按JB/T9233.11规定的试验方法,测量和计算仪表输出的变化量。

B2.1.2射频干扰试验

本试验按GB/T17626.3规定的试验方法,在规定的频率范围和场强严酷等级的电磁场辐射时,测量和计算仪表输出的变化量。

B2.2隔爆试验

仪表应在国家的机构进行防爆性能检验,取得该机构发给的隔爆合格证书。

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