GB-T 42567.3-2023 工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序 第3部分：溫度變送器的特定程序

ICS25.040CCSN18中華人民共和國國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序第3部分:溫度變送器的特定程序Referenceconditionsandproceduresfortestingindustrialandprocessmeasurementtransmitters—Part3:Specificproceduresfortemperaturetransmitters(IEC62828-3:2018,IDT)2023-05-23發(fā)布2023-12-01實(shí)施國家市場(chǎng)監(jiān)督管理總局國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會(huì)GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018前言 Ⅰ引言 Ⅱ1范圍 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 13.1關(guān)于溫度的定義 14溫度變送器概述 25參比試驗(yàn)條件 26試驗(yàn)程序 26.1通則 26.2標(biāo)準(zhǔn)和工作參比試驗(yàn)條件下的試驗(yàn) 36.2.1通則 36.2.2驗(yàn)收和例行試驗(yàn)中的準(zhǔn)確度驗(yàn)證的常規(guī)方法 47技術(shù)文檔 47.1通則 47.2總概率誤差 5附錄A(資料性)溫度變送器 6參考文獻(xiàn) 7圖1溫度變送器試驗(yàn)配置示意圖 2圖2RTD和TC的終端連接示例 3圖3測(cè)量誤差圖示例 4表1測(cè)量誤差表示例 4ⅠGB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018本文件按照GB/T1.1—2020《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分:標(biāo)準(zhǔn)化文件的結(jié)構(gòu)和起草規(guī)則》的規(guī)定起草。本文件是GB/T42567《工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序》的第3部分。GB/T42567已經(jīng)發(fā)布了以下部分:—第1部分:所有類型變送器的通用程序;—第2部分:壓力變送器的特定程序;—第3部分:溫度變送器的特定程序。本文件等同采用IEC62828-3:2018《工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序第3部分:溫度變送器的特定程序》。本文件做了下列最小限度的編輯性改動(dòng):—將附錄A中的“對(duì)于長距離傳輸,RTD僅使用2線連接(不是3線或4線連接)”更正為“對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸,RTD使用3線或4線連接(不是2線連接)”(原文錯(cuò)誤)。請(qǐng)注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機(jī)構(gòu)不承擔(dān)識(shí)別專利的責(zé)任。本文件由中國機(jī)械工業(yè)聯(lián)合會(huì)提出。本文件由全國工業(yè)過程測(cè)量控制和自動(dòng)化標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)(SAC/TC124)歸口。本文件起草單位:安徽天康(集團(tuán))股份有限公司、重慶信安網(wǎng)絡(luò)安全等級(jí)測(cè)評(píng)有限公司、上海模數(shù)儀表有限公司、廈門宇電自動(dòng)化科技有限公司、深圳市標(biāo)利科技開發(fā)有限公司、天津市中環(huán)溫度儀表有限公司、中國四聯(lián)儀器儀表集團(tuán)有限公司、深圳市特安電子有限公司、西南大學(xué)、南京優(yōu)倍電氣有限公司、江蘇杰克儀表有限公司、深圳市爾泰科技有限公司、重慶川儀十七廠有限公司、上海工業(yè)自動(dòng)化儀表研究院有限公司、上海辰竹儀表有限公司、恩德斯豪斯(中國)自動(dòng)化有限公司、南陽防爆電氣研究所有限公司、杭州自動(dòng)化技術(shù)研究院有限公司、上海恩邦自動(dòng)化儀表股份有限公司、上海凡宜科技電子有限公司、杭州春江儀表有限公司、青島自動(dòng)化儀表有限公司、沈陽中科博微科技股份有限公司、上海模數(shù)自動(dòng)化系統(tǒng)有限公司、江蘇華夏儀表有限公司、上海立格儀表有限公司、北京布萊迪儀器儀表有限公司、深圳萬訊自控股份有限公司、山東福瑞德測(cè)控系統(tǒng)有限公司、陜西創(chuàng)威科技有限公司、重慶市偉岸測(cè)器制造股份有限公司、丹東通博電器(集團(tuán))有限公司、南陽市華業(yè)防爆儀表有限公司、廈門市計(jì)量檢定測(cè)試院、廈門安東電子有限公司、百特(福建)智能裝備科技有限公司、廣東東崎電氣有限公司、西安安森智能儀器股份有限公司、上海蓋林自動(dòng)化科技有限公司、中山市東鳳鎮(zhèn)柏林頓電子電器廠、上海銘控傳感技術(shù)有限公司、聊城信源集團(tuán)有限公司、江蘇華海測(cè)控技術(shù)有限公司、山東省計(jì)量科學(xué)研究院、羅克韋爾自動(dòng)化(中國)有限公司、重慶材料研究院有限公司、西門子(中國)有限公司、江蘇新暉測(cè)控科技有限公司。ⅡGB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018目前大多數(shù)關(guān)于工業(yè)過程測(cè)量變送器的標(biāo)準(zhǔn)都比較陳舊時(shí),許多工業(yè)過程測(cè)量變送器也在不斷發(fā)展,與模擬變送器有很大差異:它們通常是數(shù)字型的,在計(jì)算部分(主要是數(shù)字電子電路)和測(cè)量部分(主要是機(jī)械結(jié)構(gòu)),都包括更多的功能和較新的接口。目前已存在一些過程測(cè)量數(shù)字變送器的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),但仍然缺少某些性能方面的合適的試驗(yàn)方法。針對(duì)工業(yè)過程測(cè)量變送器的現(xiàn)有試驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)是分散的文件,因此,對(duì)于制造商和用戶而言,識(shí)別和選擇所有用于測(cè)量特定過程量(壓力、溫度、流量、物位等)的變送器標(biāo)準(zhǔn)是困難的,既不實(shí)際又耗時(shí)。為解決上述問題,以便更好為制造商和用戶所用,并為不同類型的工業(yè)過程測(cè)量變送器系統(tǒng)地提供全面的試驗(yàn)方法,GB/T42567擬由以下5部分構(gòu)成?！?部分:所有類型變送器的通用程序。目的在于為工業(yè)過程和機(jī)械領(lǐng)域測(cè)量與控制系統(tǒng)中使用的所有類型的變送器提供試驗(yàn)的參比條件和程序框架?！?部分:壓力變送器的特定程序。目的在于為工業(yè)過程和機(jī)械領(lǐng)域測(cè)量與控制系統(tǒng)中使用的壓力變送器提供特定的試驗(yàn)的參比條件和程序?！?部分:溫度變送器的特定程序。目的在于為工業(yè)過程和機(jī)械領(lǐng)域測(cè)量與控制系統(tǒng)中使用的溫度變送器提供特定的試驗(yàn)的參比條件和程序。—第4部分:物位變送器的特定程序。目的在于為工業(yè)過程和機(jī)械領(lǐng)域測(cè)量與控制系統(tǒng)中使用的物位變送器提供特定的試驗(yàn)的參比條件和程序?！?部分:流量變送器的特定程序。目的在于為工業(yè)過程和機(jī)械領(lǐng)域測(cè)量與控制系統(tǒng)中使用的流量變送器提供特定的試驗(yàn)的參比條件和程序。在制定GB/T42567系列標(biāo)準(zhǔn)的過程中,采用了GB/T18271中的許多試驗(yàn)程序,并進(jìn)行了必要的改進(jìn)。1GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序第3部分:溫度變送器的特定程序1范圍本文件規(guī)定了工業(yè)過程和機(jī)械控制系統(tǒng)中,用于測(cè)量和控制系統(tǒng)的溫度變送器的特定試驗(yàn)程序。當(dāng)過程測(cè)量變送器中的傳感元件(RTD、TC等)與溫度變送器分離時(shí),本文件僅適用于不帶傳感元件的溫度變送器。當(dāng)傳感元件與溫度變送器完全集成時(shí),本文件適用于整個(gè)變送器。對(duì)于通用試驗(yàn)程序,請(qǐng)參考IEC62828-1,它適用于所有類型的工業(yè)過程測(cè)量變送器。注:在工業(yè)過程應(yīng)用中,通常也使用術(shù)語“工業(yè)變送器”或“過程變送器”來表示過程測(cè)量變送器。本文件不適用于傳感元件本身(如RTD、TC等)和輻射溫度計(jì)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T42567.1—2023工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序第1部分:所有類型變送器的通用程序(IEC62828-1:2017,IDT)IEC62828-1工業(yè)過程測(cè)量變送器試驗(yàn)的參比條件和程序第1部分:所有類型變送器的通用程序(Referenceconditionsandproceduresfortestingindustrialandprocessmeasurementtransmitters—Part1:Generalproceduresforalltypesoftransmitters)3術(shù)語和定義3.1關(guān)于溫度的定義IEC62828-1界定的以及下列術(shù)語和定義適用于本文件。ISO和IEC在下列網(wǎng)址中維護(hù)用于標(biāo)準(zhǔn)化的術(shù)語數(shù)據(jù)庫: —IEC:http://www.E/;—ISO:/obp。冷端補(bǔ)償coldjunctioncompensation;CJC將熱電偶補(bǔ)償?shù)?℃時(shí)電動(dòng)勢(shì)的合適的自動(dòng)系統(tǒng)。1990國際溫標(biāo)InternationalTemperatureScaleof1990;ITS90為實(shí)用測(cè)量目的,國際計(jì)量委員會(huì)(CIPM)于1989年采用的溫標(biāo)。2GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018注1:此溫標(biāo)所定義的對(duì)應(yīng)熱力學(xué)溫度和攝氏溫度的量分別記為T90和t90,其中t90=T90-T0,且T0=273.15K。注2:T90和t90的單位分別為開爾文(符號(hào)K)和攝氏度(符號(hào)℃)。[來源:GB/T2900.93—2015,113-04-18]3.1.3電阻溫度探測(cè)器(熱電阻)resistancetemperaturedetector;RTD由鉑或其他金屬制成敏感元件的溫度傳感器,其電阻會(huì)隨溫度的變化而變化。注1:電阻型溫度計(jì)通常稱為RTD。注2:鉑電阻溫度計(jì)(PRT)是一種由鉑制成的敏感元件RTD;其他常見的RTD有鎳電阻溫度計(jì)(NRT)和銅電阻溫度計(jì)(CRT),其敏感元件分別由鎳或銅制成。[來源:IEC62465:2010,3.20,有修改,增加了注]3.1.4熱電偶thermocouple;TC由一對(duì)不同材料的導(dǎo)體構(gòu)成,其一端相互連接,利用熱電效應(yīng)實(shí)現(xiàn)溫度測(cè)量的一種溫度檢測(cè)器。注:沿導(dǎo)體的溫度梯度而產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)(EMF)的現(xiàn)象被稱為熱電效應(yīng)(或塞貝克效應(yīng))。[來源:GB/T16839.1—2018,2.3,有修改,增加了縮寫和注]4溫度變送器概述GB/T42567.1—2023的第4章和附錄A中的概述適用于本文件。本文件的附錄A中,給出了關(guān)于工業(yè)過程測(cè)量溫度變送器測(cè)量部分的一些附加信息。5參比試驗(yàn)條件為了驗(yàn)證外部量對(duì)準(zhǔn)確度的影響,以及變送器可以承受并且仍然在規(guī)定指標(biāo)范圍內(nèi)工作的機(jī)械和電氣條件,IEC62828-1規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)參比試驗(yàn)條件和工作參比試驗(yàn)條件的相應(yīng)條款適用于本文件。6試驗(yàn)程序6.1通則按GB/T42567.1—2023的第6章,但有以下附加要求。典型溫度變送器的一般試驗(yàn)配置如圖1所示。注1:附錄A提供了幾種典型溫度變送器類型的信息。圖1溫度變送器試驗(yàn)配置示意圖3GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018注2:用于RTD試驗(yàn)的信號(hào)源為十進(jìn)制標(biāo)準(zhǔn)電阻箱或多功能溫度校準(zhǔn)器。注3:用于TC試驗(yàn)的信號(hào)源為電壓發(fā)生器或多功能溫度校準(zhǔn)器。注4:為了補(bǔ)償TC信號(hào)的參比端溫度為0℃,參比端補(bǔ)償(CJC)可用于TC變送器。注5:如果溫度傳感元件完全集成到溫度變送器中,則使用參考溫度。注6:智能變送器配有可選的數(shù)字輸出信號(hào),其由手持或PC通信器(配置器)檢測(cè)。圖2示出了通用溫度變送器的端子連接示意圖。圖中,電源和輸出端(+,-)位于上側(cè),與RTD或TC傳感器(1,2,3,4)連接的輸入端位于下側(cè)。試驗(yàn)時(shí),RTD和TC應(yīng)由相關(guān)的信號(hào)源替代。a)RTD連接示例b)TC連接示例圖圖2RTD和TC的終端連接示例注7:RTD可模擬為兩線、三線或四線連接。關(guān)于鉑電阻RTD,更多細(xì)節(jié)參見IEC60751。注8:TC可模擬為特定的延長線或補(bǔ)償線。更多細(xì)節(jié)參見IEC60584-1和IEC60584-3。與溫度變送器一起使用的有關(guān)溫度傳感器的規(guī)格和允差,請(qǐng)參閱:●用于TC傳感器的IEC60584和IEC62460;●用于RTD傳感器的IEC60751。6.2標(biāo)準(zhǔn)和工作參比試驗(yàn)條件下的試驗(yàn)6.2.1通則對(duì)于大多數(shù)試驗(yàn),采用GB/T42567.1—2023的相應(yīng)條款,詳見:●GB/T42567.1—2023附錄B中,標(biāo)準(zhǔn)參比條件下的試驗(yàn)匯總;●GB/T42567.1—2023附錄C中,工作參比條件下的試驗(yàn)匯總。這些試驗(yàn)是用類似于圖1所示的試驗(yàn)配置進(jìn)行的。使被試變送器響應(yīng)所需的試驗(yàn)信號(hào)源(如果傳感元件未集成到溫度變送器中)或參考溫度(如果傳感元件完全集成到溫度變送器中)應(yīng)具有適合所需試驗(yàn)的特性和性能。除傳感元件引入的誤差外,過程測(cè)量變送器引入的附加誤差不應(yīng)大于該傳感元件相應(yīng)誤差等級(jí)此外,還應(yīng)進(jìn)行以下溫度變送器的特定試驗(yàn)。4GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:20186.2.2驗(yàn)收和例行試驗(yàn)中的準(zhǔn)確度驗(yàn)證的常規(guī)方法通用要求輸入輸出特性試驗(yàn)應(yīng)在參比條件下進(jìn)行一個(gè)測(cè)量循環(huán)的試驗(yàn),輸入信號(hào)在全范圍內(nèi)增加或減少。為此,至少應(yīng)在全范圍內(nèi)均勻分布五個(gè)測(cè)量點(diǎn);這些測(cè)量點(diǎn)應(yīng)包括量程的0%和100%,或附近值(量程的10%以內(nèi))。測(cè)量程序試驗(yàn)應(yīng)按以下方式進(jìn)行。首先,輸入下限值的輸入信號(hào),并記錄相應(yīng)的輸入、輸出信號(hào)的值。然后輸入信號(hào)緩慢(變化率取決于被試變送器)無過沖的增加到第一個(gè)測(cè)量點(diǎn)。經(jīng)過足夠的穩(wěn)定時(shí)間后(例如達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)),記錄相應(yīng)輸入和輸出信號(hào)的值。對(duì)所有測(cè)量點(diǎn)重復(fù)以上操作,直到輸入量程100%。數(shù)據(jù)處理根據(jù)和,將每個(gè)測(cè)量點(diǎn)獲得的輸出信號(hào)值與相應(yīng)的真值之差記為測(cè)量誤差。測(cè)量誤差一般應(yīng)以理論輸出量程的百分?jǐn)?shù)表示,或最好以溫度單位℃或K來表示。所有的測(cè)量誤差都可以用表格(見表1)和圖形(見圖3)表示。從表1可以看出,當(dāng)輸出為80℃時(shí)產(chǎn)生了最大誤差:-0.10℃。表1測(cè)量誤差表示例輸入溫度/℃020406080100輸出溫度/℃0.0020.03最大測(cè)量誤差/℃0.000.03-0.02-0.09-0.100.05圖3測(cè)量誤差圖示例7技術(shù)文檔7.1通則沒有其他的附加要求。技術(shù)文件的準(zhǔn)備按照IEC62828-1進(jìn)行。5GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:20187.2總概率誤差計(jì)算總概率誤差的信息在GB/T42567.1—2023的第7章中給出。對(duì)于溫度變送器,通常最主要的誤差來源是環(huán)境溫度對(duì)電子器件的影響,而其他影響因素(如振動(dòng)和負(fù)載)也會(huì)有一定的影響。若要估計(jì)溫度變送器的總概率誤差,則要考慮各種誤差的綜合影響,特別是準(zhǔn)確度、環(huán)境溫度影響、零點(diǎn)和量程設(shè)置偏差、長期穩(wěn)定性以及其他誤差(如模擬輸出誤差或數(shù)字測(cè)量誤差等)。本文件給出了通過實(shí)際數(shù)據(jù)計(jì)算溫度變送器總誤差的示例。式中式中:=±0.49℃A—準(zhǔn)確度,±0.400℃;B—環(huán)境溫度影響(-40℃~+85℃),±0.015℃;C—零點(diǎn)和量程設(shè)置偏差,±0.010℃;D—長期穩(wěn)定性(5年),±0.250℃;E—其他誤差,±0.120℃。6GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018附錄A (資料性)溫度變送器溫度變送器概述:基于模擬電路或數(shù)字電路的溫度變送器,可將標(biāo)準(zhǔn)電阻溫度傳感器(RTD)或熱電偶(TC)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換為輸出信號(hào),易于遠(yuǎn)傳到過程控制系統(tǒng)或控制器。對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸,RTD使用3線或4線連接(不是2線連接),TC使用兩根延長線或補(bǔ)償線(見IEC60584-3)。顯然,根據(jù)具體應(yīng)用類型,溫度變送器的測(cè)量范圍、形狀、特性、過程接口等差異較大,溫度變送器通常有如下不同的輸出信號(hào):—模擬直流信號(hào)4mA~20mA;—疊加了HART協(xié)議的4mA~20mA信號(hào);—支持現(xiàn)場(chǎng)總線協(xié)議的數(shù)字信號(hào)。注:溫度變送器除了可以將不同類型的非標(biāo)準(zhǔn)化的RTD或TC連接到輸入端外,還可以根據(jù)不同型號(hào)連接其他輸入信號(hào),例如電壓、電阻或頻率。根據(jù)工藝情況,溫度變送器實(shí)際安裝類型有以下三種?！^部安裝。變送器集成在溫度傳感器的接線盒中。采用這種安裝方式的溫度變送器被稱為一體化溫度變送器。這種就近安裝傳感器的方式,提高了傳感器信號(hào)轉(zhuǎn)換成輸出信號(hào)的穩(wěn)定性,提高了測(cè)量準(zhǔn)確度。對(duì)于TC應(yīng)用,也省去了延長線或補(bǔ)償線?！F(xiàn)場(chǎng)安裝。變送器安裝在其堅(jiān)固的外殼中?，F(xiàn)場(chǎng)安裝型的溫度變送器也可以用于不需要特殊保護(hù)措施的惡劣工業(yè)環(huán)境,并可安裝在靠近傳感器的位置。緊湊而堅(jiān)固的現(xiàn)場(chǎng)安裝型溫度外殼也可選配顯示單元?！獙?dǎo)軌安裝。變送器安裝在482.6mm(19in)機(jī)柜導(dǎo)軌或DIN導(dǎo)軌上,可以靠近或遠(yuǎn)離傳感器。由于這一特點(diǎn)及其緊湊設(shè)計(jì),這種變送器可安裝在封閉空間,如接線盒或機(jī)柜。注:“DIN導(dǎo)軌”安裝是指IEC60715中所描述的一種常用方法,是導(dǎo)軌安裝中采用最廣泛的方法。GB/T42567.3—2023/IEC62828-3:2018[1]GB/T2900.93—2015電工術(shù)語電物理學(xué)[2]GB/T16839.1—2018熱電偶第1部分:電動(dòng)勢(shì)規(guī)范和允差[3]IEC60050-113InternationalElectrotechnicalVocabulary—Part113:Physicsforelectrotech-nology[4]IEC60584(allparts)Thermocouples[5]IEC60584-1Thermocouples—Part1:EMFspecificationsandtolerances[6]IEC60584-3Thermocouples—Part3:Extensionandcompensatingcables—Tolerancesandiden-tificationsystem[7]IEC60715Dimensionsoflow-voltageswitchgearandcontrolgear—Standardizedmountingonrailsformechanicalsupportofswitchgear,controlgearandaccessories[8]IEC60751Industrialplatinumresistancethermometersandplatinumtemperaturesensors[9]IEC61152:1992Dimension