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機電一體化本安防爆型熱電偶技術標準

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2011年08月09日

關鍵詞: 機電一體化熱電阻,天康機電一體化熱電偶,安徽天康熱電阻,天康公司鉑電阻

上傳者: 安徽天康（集團）股份有限公司

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資料簡介

安徽天康集團機電一體化本安防爆型熱電偶

技術標準

1、范圍

本標準規定了帶轉換器熱電偶的定義、產品分類、技術要求、試驗方法、檢驗規則、標志、包裝和貯存。

本標準適用于可拆卸的裝配式或不可拆卸的鎧裝式帶轉換器熱電偶（以下通稱“儀表”）。

2、規范性引用文件

下列標準中的條款通過GB/T對本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用標準，其隨后所有的修改單（不包括戡誤的內容）或修訂版均不適用于本標準,然而,鼓勵根據本標準達成協議的各方研究是否可使用這些標準的版本。凡是不注日期的引用標準，其版本適用于本標準。

GB/T2829-2002 周期檢驗計數抽樣程序及表（適用于對過程穩定性的檢驗）

GB3836.1-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備第1部分：通用要求

GB3836.2-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備第2部分：隔爆型“d”

GB3836.4-2000 爆炸性氣體環境用電氣設備第4部分：本質安全型“i”

GB4208-1993 外殼防護等級（IP代碼）

GB/T15464-1995 儀器儀表包裝通用技術條件

GB/T16839.1-1997 熱電偶第1部分:分度表

GB/T16839.2-1997 熱電偶第2部分:允差

GB/T17212-1998 工業過程測量和控制術語和定義

GB/T17214.1-1998 工業自動化儀表工作條件第1部分:氣候條件

GB/T17614.1-1998 工業過程控制系統用變送器*部分:性能評定方法

GB/T17626.3-1998 電磁兼容試驗和測量技術射頻電磁輻射抗擾度試驗

JB/T10202-2000 帶轉換器熱電偶

JB/T5582-1991 鎧裝熱電偶

JB/T7386.1-1994 工業自動化儀表術語溫度儀表

JB/T9233.11-1999 工業自動化儀表通用試驗方法外界磁場影響

JB/T9238-1999 工業熱電偶技術條件

3、定義

本標準采用GB/T17212、JB/T7386.1和下列定義。

3.1轉換器

將輸入信號轉換成標準化信號的裝置。

3.2帶轉換器熱電偶

接線裝置內裝有轉換器，與熱電偶一體，輸出直流4mA～20mA標準化信號的熱電偶。

4、產品分類

4.1型式

4.1.1儀表按轉換器類別分為：

---隔離式；

--非隔離式。

4.1.2儀表按輸出與輸入信號關系分為：

---與熱電偶檢測的溫度成線性關系；

---與熱電偶毫伏信號成線性關系。

4.1.3儀表按防護形式分為:

---防濺水型；

---防噴水型。

4.1.4儀表按防爆型式分為：

---防爆型“d”；

---本質安全型“i”。

4.2基本參數

4.2.1測量范圍

儀表的極限測量范圍見表1

表1

熱電偶類型	分度號	極限測量范圍 ℃
鉑銠10%/鉑	S	0～1600
鉑銠30%/鉑銠5%	B	0～1800
鎳鉻/鎳硅（或鎳鋁）	K	0～1300
鎳鉻硅/鎳硅	N	0～1300
鎳鉻/銅鎳	E	0～800
鐵/銅鎳	J	0～600
銅/銅鎳	T	-200～+300
注:制造廠生產的儀表,其測量范圍可在上述規定的極限測量范圍內進行分檔,或與用戶協商確定;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輸出信號與傳輸方法

儀表輸出信號為直流4mA～20mA,負載電阻250Ω,傳輸導線電阻不大于100Ω（在標準供電電壓條件下）。

儀表輸出信號傳輸方式為二線制。

4.2.3度

熱電偶允差等級:熱電偶允差應符合GB/T16839.2的規定。

轉換器度等級:0.2，0.5和1.0級。

4.2.4電源

儀表標準供電電壓為直流24V,允差為±10%,紋波小于1.0%。

4.2.5正常工作大氣條件

儀表正常工作大氣條件見表2

表2

安裝場所等級	溫度 ℃	相對濕度 %	大氣壓力 kPa
Cx1	-25～＋55	5～95	86～106
Cx2	-25～＋70
Cx3	-40～＋80
注: 1.表中安裝場所等級,系指GB/T17214.1所規定的非標準場所等級。 2.安裝場所各項要求允許僅對儀表主要部件之一的轉換器進行試驗。

5、技術要求

5.1基本誤差

儀表的基本誤差應不超過由熱電偶允差和轉換器基本誤差限兩部分的合成誤差。

儀表的基本誤差可用誤差或引用誤差的形式表示。

5.1.1輸出與熱電偶檢測的溫度成線性關系。

5.1.1.1儀表的基本誤差限（△t_p）直接以被測變量（溫度）表示:

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

式中:△t_R-熱電偶t溫度時的允差,其值為C_t,℃;
△t_C—以被測變量表示的轉換器基本誤差限，℃；
A— 轉換器度等級指數;
t_u—儀表測量范圍的上限值,℃;
t_L—儀表測量范圍的下限值,℃;

5.1.2儀表的基本誤差限（δ_tp）以被測變量（溫度）的量程百分數表示:

Ct
δtp=δtR+δtC=±[ — ×+A%]……………………（2）

tu-tL
式中:δtR---以被測變量的量程百分數表示的熱電偶t溫度時的允差,%;
δtC---以被測變量的量程百分數表示的轉換器基本誤差限,%。

5.1.2 輸出與熱電偶（mV）信號成線性關系

5.1.2.1儀表的基本誤差限（△R_P）以被測變量所對應的熱電偶（mV）信號表示:

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

式中:△R_R---以熱電偶（mV）信號表示的熱電偶t溫度時的允差,mV;

△Rc---以熱電偶（mV）信號表示的轉換器基本誤差限, mV;

— ---熱電偶t溫度時,熱電勢隨溫度的變化率，mV /℃;

Vu---儀表測量范圍的上限值所對應的熱電偶分度表中的熱電偶電勢, mV

V_L---儀表測量范圍的下限值所對應的熱電偶分度表中的熱電偶電勢,mV

5.1.2.2儀表的基本誤差限（δVp）以熱電偶（mV）信號的量程百分數表示:

Ct dV/dt

δVp=δV_R+δVc=±[ ×+A%]……………………………（4）

V_u-V_L

式中: δV_R---以熱電偶（mV）信號量程百分數表示的熱電阻t溫度時的允差,%。

ΔR_C---以熱電偶（mV）信號量程百分數表示的轉換器基本誤差限,%。

5.2 絕緣電阻

儀表輸出接線端子與外殼之間的絕緣電阻應不小于50MΩ。

5.3絕緣強度

儀表輸出接線端子與外殼之間,應能承受頻率為50Hz,電壓有效值為500V的絕緣強度試驗,無擊穿及飛弧現象。

5.4熱響應時間

當溫度出現階躍變化時,儀表的電流輸出信號變化至相當于該階躍變化某個規定的百分數所需的時間,通常以τ表示。采用50/%，90%或10%的響應百分數,對應的熱應時間分別用τ_0.5，τ_0.9或τ_0.1表示。

儀表的熱響應時間（一般以τ_{0.5使用說明書上提供的數值。}表示）應在說明書上明示，并符合制造廠在

下述兩種的情況：

當轉換器的階躍響應穩定時間不大于熱電阻熱響應時間（τ_0.5）的1/5時，則可按熱電偶的熱響應時間作為儀表的熱響應時間（τ_0.5）。

當熱電偶的熱響應時間（τ_0.5）不大于轉換器階躍響應穩定時間的1/2時，則可按轉換器的階躍響應穩定時間作為儀表的熱響應時間（τ_0.5）。

5.5外殼防護等級

應按制造廠技術規范或與用戶協商確定的符合GB4208規定的防護等級。

5.6外觀

a）各部分裝配正確,連接可靠,零部件無缺損;

b）內外各接線端標志明顯;

c）緊固件無松動及滑牙現象;

d）表面無明顯的劃痕和顯著銹蝕，涂層、鍍層無剝落現象。

e）鉻牌上內容完整.字跡清晰;

f）防爆型儀表的防松裝置可靠、有效。

6、試驗方法

6.1外觀檢查

儀表的外觀用目測法和用適當的工具進行檢查

6.2 試驗條件

6.2.1環境條件

試驗推薦采用下述環境條件:

溫度:15℃～35℃;

相對濕度: 45%～75%;

大氣壓力:86kPa～106kPa;

機械振動:小到可以略不計;

磁場:除地磁場外,應使其他外界磁場小到可以略不計。

6.2.2電源和負載
直流穩壓電源 24V, 允差±1%;負載為250Ω,允差±0.01%。

6.3 儀表基本誤差試驗

6.3.1總則

a）在通常情況下,儀表的基本誤差試驗應整機進行,當對試驗數據有異議或仲栽時,則允許對熱電偶感溫元件和轉換器分別按JB/T10202、JB/T16839.1，JB/T5582,JB/T9238和本標準附錄A（標準的附錄）規定的分度表、技術要求和試驗方法進行。

b）儀表的試驗線路。所采用的測試儀器和設備組成的測量系統基本誤差限應不超過被試儀表基本誤差的四分之一。C）試驗應在上述推薦的環境條件下進行，試驗前允許對被試儀表進行預熱和預調。

6.3.2測試方法
a）檢驗溫度點不小于5個,試驗點應按溫度量程線性分隔確定;對不具有線性化功能的儀表,試驗點應按溫度量程所對應的熱電偶熱電勢值線性分隔確定,但優先選用該附近的整或整十度點,且檢驗溫度點中應包括測量范圍的上限、下限和量程的50%附近的三個點；

b）對不具有參比端溫度補償功能的儀表應在熱電偶感溫元件回路中串接一個參比端溫度補償器或用數據處理方法修正室溫造成的影響；

c）測量順序是先測量范圍下限的溫度，然后自下而上依次測量。在每個試驗點上，待恒溫裝置的溫度足夠穩定后方可進行測量；

d）分別讀取標準溫度計的示值和相對應的儀表輸出值（其值可直接從輸出負載的數字電流表中讀取或在與輸出負載并接的數字電壓表上讀取，再折算成相應的輸出電流值）。

6.3.3數據處理

儀表的基本誤差可按下述方法進行計算。

6.3.3.1輸出與熱電偶檢測的溫度成線性關系:

a）基本誤差（△t）直接以被測變量（溫度）表示:

Is－4

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

式中:t_S---被試儀表輸出讀數折算成的溫度值,℃;

t_n----標準溫度計的示值,℃;

I_s---儀表實測輸出電流值,mA。

b）基本誤差（δt）以被測變量的量程百分數表示:

t_S-t_n

δt= ×……………………………………………（6）

t_u-t_L

6.3.3.2輸出與熱電偶（毫伏）信號成線性關系:

a）基本誤差（△R）以被測變量所對應的熱電偶（毫伏）信號表示

I_s-4

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

式中:V_s---被試儀表輸出讀數折算成的熱電偶電勢，mV；

V_n---標準溫度計示值所對應熱電偶分度表中的熱電偶電勢,mV。

b）基本誤差（δV）以熱電偶（電勢）信號的量程百分數表示:

Vs－Vn

δV= × ………………………………………（8）

Vu-VL

注：以上算式僅適用于具有熱電偶參比端溫度補償器件情況下測得的數據處理；在無熱電偶參比端溫度補償器件的情況下，zui簡便的修正方法是將上述式中的V_n減去室溫所對應熱電偶分度表中的熱電勢值作為標準溫度計示值所對應的室溫環境條件下熱電偶的熱電勢值。

6.4絕緣電阻試驗
a）用額定直流電壓為500V的兆歐表測量;

b）兆歐表接在儀表輸出接線端子與外殼之間,在施加全試驗電壓且兆歐表示值穩定后,記下讀數,然后將兆歐表測量端互換重復上述試驗;

c）取zui小值作為測量結果。

6.5絕緣強度試驗

a）試驗時設定的報警泄漏電流為1mA;

b）在儀表輸出接線端子與外殼之間施加試驗電壓,持續1min,觀察有無擊穿和飛弧現象。

6.6熱響應時間試驗
按JB/T5582或JB/T9238、JB/T10202規定的檢驗要求和方法測試儀表的電流輸出信號變化至相當于該溫度階躍變化50%所需的時間。當對兩種情況下的儀表熱響應時間試驗時，則可分別進行熱電偶的熱響應時間測試和按本標準附錄A（標準的附錄）規定的試驗方法進行轉換器的階躍響應穩定時間的測試。

6.7外殼防護等級試驗

按GB4208規定的試驗方法進行外殼防護等級的試驗。

7、檢驗規則

每臺儀表出廠前都要進行出廠檢驗，各種型式的儀表均應定期抽樣進行型式檢驗。凡用于存在電磁兼容環境和爆炸性環境的儀表，應分別進行附加型式檢驗。

7.1出廠檢驗

儀表出廠應進行以下項目的檢驗:

a）外觀;

b）基本誤差（不少于一個檢驗溫度點）;

c）絕緣電阻;

d）絕緣強度。

7.2 型式檢驗

儀表應按本標準的全部要求進行型式檢驗。

7.2.1抽樣

儀表的型式檢驗推薦以下兩種抽樣方法。

7.2.1.1隨機抽取不少于三臺儀表。

7.2.1.2按GB/T2829規定的方法選用下述抽樣方案:
      A）    適用判別水平Ⅲ。
      B）    不合格質量水平 RQL=65;
      C）    判定組數組: A_c＝0   R_e=1。

8、標志、包裝和貯存

8.1標志

每臺儀表均應有銘牌,儀表銘牌上應標明:

A）產品型號;

B）測量范圍及分度號；

C）熱電偶允差等級;

D）轉換器基本誤差限;

E）制造日期或出廠編號;

F）制造廠廠名或廠標。

隔爆儀表除上述規定的內容外,還應標明:

A）銘牌上的右上方有明顯的標志“Ex”；

B）防爆標志；

C）防爆合格證號。

8.2 包裝

采用GB/T15464中規定的普通木箱包裝。

8.3貯存

儀表應貯存在環境溫度5℃～35℃,相對濕度不大于75%的通風良好的室內,且空氣中不應含有對儀表有腐蝕作用的有害物質。

附錄 A
（標準的附錄）
轉換器的技術要求和試驗方法

當儀表可拆卸,并需進行熱電偶和轉換器分別考核時,其轉換器的技術要求和試驗方法應符合下述規定。
A 1 技術要求

A 1.1 與度有關的技術指標

轉換器與度有關的技術指標應不超過表A1規定。其技術指標應包括參比端溫度補償的誤差。

表A 1

條文號	項目名稱	技術指標
		單位	度等級
		單位	0.1級	0.2級	0.5級
A1.1.1	基本誤差限	%	±0.2	±0.5	±1.0
A1.1.2	端基一致性誤差		±0.2	±0.5	±1.0
A1.1.3	回差		0.2	0.25	0.5
A1.1.4	重復性誤差		0.1	0.2	0.35
注:表中以百分號為單位的指標值,均為對應量程的百分數。

A 1.2 與影響量有關的技術指標

轉換器與影響量有關的技術指標見表2

表A2

條文號	項目名稱		技術指標
			單位	度等級
			單位	0.2級	0.5級	1.0級
A 1.2.1	電源變化影響	下限值與量程變化量	%	≤0.1	≤0.25	≤0.5
A 1.2.2	電源反向保護		-	無損壞
A1.2.3	共模干擾（交流: 電壓有效值250V 50Hz,直流:50V）	下限值與量程變化量	%	≤0.2	≤0.5	≤1.0
A 1.2.4	串模干擾	電壓有效值	mV	≥0.1
A 1.2.5	接地影響	下限值與量程變化量	%	≤0.1	≤0.25	≤0.5
A 1.2.6	輸出負載變化影響	下限值與量程變化量	%	≤0.1
A1.2.7	環境溫度影響	下限值與量程變化量（含參比端溫度補償）	%	≤0.4	≤1.0	≤2.0
A1.2.7	環境溫度影響	下限值與量程變化量（無參比端溫度補償）	%/10℃	≤0.2	≤0.5	≤1.0
A1 2.8	相對濕度影響	下限值與量程的殘余變化量	%	≤0.2	≤0.5	≤1.0
A1 2.8	相對濕度影響	目檢有無跳火花痕跡等損壞現象	%	無損壞

續表A2

條文號	項目名稱		技術指標
			單位	度等級
				0.2級	0.5級	1．0級
A1.2.9	機械振動影響 f:10Hz～150Hz s:0.15mm a:19.6m/s²	*、三階段試驗時下限值值與量程變化量	%	≤0.2	≤0.5	≤1.0
		下限值與量程的殘余變化量		≤0.2	≤0.5	≤1.0
		對機械結構影響		無損壞、無松動
A1.2.10	長期漂移	下限值與量程變化量	%	≤0.4	≤0.5	≤1.0
A1.2.10	傾跌影響	下限值與量程變化量	%	≤0.2
		對機械結構影響		無損壞
注: 1.表中以百分號為單位的指標值均為對應量程的百分數。 2.殘余變化量系指試驗前與試驗后的變化量。

A1.3其他技術指標

A1.3.1 絕緣電阻
轉換器輸入輸出端子與外殼之間絕緣電阻值應不小于50MΩ；
隔離型轉換器的輸入與輸出端子之間的絕緣電阻值也應不小于50MΩ。

A1.3.2絕緣強度

轉換器輸入輸出端子與外殼之間,應能承受頻率為50Hz,電壓有效值500V的絕緣強度試驗,無擊穿及飛弧現象。

隔離型轉換器了輸入與輸出端子之間也應能承受頻率50Hz,電壓有效值500V的絕緣強度試驗,無擊穿及飛弧現象。

A1.3.3 輸入開路和短路影響

a）轉換器經輸入開路與短路試驗后了輸出穩態變化量應不大于基本誤差限值的二分之一,恢復時間應不超過3min;

b）當輸入開路時,轉換器應給出斷線報警信號。

A1.3.4 輸出開路影響

轉換器經輸出開路試驗后的輸出穩態變化量應不大于基本誤差限值的二分之一,恢復時間應不超過3min。

A1.3.5 階躍響應

轉換器了階躍響應穩定時間應不大于10s。

A2 試驗方法

除以下規定了試驗方法外,其他試驗均按GB/T17614.1規定進行。

A2.1與度有關的技術指標試驗方法

A2.1.1試驗線路

儀表的一般試驗按圖A1接線（圖中的可變電阻為模擬傳輸導線的電阻）
A2.1.2 測試儀器

a）電源:直流穩壓電源24V,允差±1%;

b）負載:250Ω,允差±0.01%；

c）數字電壓表:度優于0.05級,分辨力優于10μV。

A2.1.3 測試方法

a）輸出與熱電偶檢測的溫度成線性關系的儀表,試驗點應按溫度量程線性分隔確定;不具有線性化功能的儀表,試驗點應按溫度量程所對應熱電偶熱電勢值線性分隔確定。

b）A1僅適用于具有熱電偶參比端補償器件的儀表，試驗時從對應分度表中查取各試驗點的熱電勢值作為輸入信號；當具有熱電偶參比端溫度補償器件的儀表采用
A2接線時，可以對應分度表中查取各種試驗點的熱電勢值減去室溫所對應的熱電勢值作為輸入信號進行各項試驗。

A2.2絕緣電阻試驗

將轉換器輸入輸出端子短接,用額定直流電壓為500V的兆歐表測量短接點與外殼之間的絕緣電阻值,待兆歐表示值穩定后讀數。再將兆歐表測量端互換重復上述試驗，取zui小值作為測量結果。對隔離型轉換器，還應將輸入、輸出端子分別短接，再用上述方法測量輸入端子與輸出端子之間的絕緣電阻值。

A2.3絕緣強度試驗

將轉換器輸入輸出端子短接,試驗時設定的報警泄漏電流為1mA,在短接點與外殼之間施加電壓有效值為500V試驗電壓,保持1min,觀察有無擊穿及飛弧象。對隔離型轉換器，還應將輸入、輸出端子分別短接，用上述方法在輸入端子與輸出端子之間重復上述試驗，觀察有無擊穿和飛弧現象。

附錄 B

（標準的附錄）

附加型式試驗

B1技術要求

B1.1電磁兼容性

B1.1.1外界磁場影響

儀表置于磁場強度400A/m,頻率為50Hz的交流磁場中,在zui不利的磁場方向和相位時，儀表輸出變化應不大于基本誤差限的值。

B1.1.2射頻干擾

當儀表受到頻率為27MHz-1000MHz,試驗電場強度為3級（10V/m）或由制造廠與用戶之間協商的試驗等級的射頻干擾時,儀表輸出變化應不大于基本誤差限值的二分之一。

B1.2防爆

B1.2.1防爆型式

防爆型儀表“d”或本質安全型儀表“i”。

B1.2.2防爆性能

儀表按采用的防爆型式,其防爆性能除符合GB3836.1中有關的通用要求外，還須符合GB3836.2或GB3836.4的防爆等級要求。

B2試驗方法

B2.1電磁兼容性試驗

B2.1.1外界磁場影響試驗

本試驗按JB/T9233.11規定的試驗方法,測量和計算儀表輸出的變化量。

B2.1.2射頻干擾試驗

本試驗按GB/T17626.3規定的試驗方法,在規定的頻率范圍和場強嚴酷等級的電磁場輻射時,測量和計算儀表輸出的變化量。

B2.2隔爆試驗

儀表應在國家的機構進行防爆性能檢驗,取得該機構發給的隔爆合格證書。

相關產品

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機電一體化本安防爆型熱電偶技術標準

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