吉林四平第三方仪器校准机构-设备计量校准检测机构

有一家氧气厂，需要一块BA1分度号，量程为(-200～50)℃的测温仪表，我们用Pt100分度号的数显表进行了改制。

　　先解决零位问题，Pt100的零位(即温度为0℃)电阻为100.00Ω，BA1的零位电阻为46.00Ω，在热电阻的输入端串上1个54.00Ω的电阻即可。当输入46.00Ω的电阻时，仪表指示为0℃。

　　再解决量程问题，当输入-100℃的电阻27.44Ω时，仪表显示“-46℃”。显然示值相差太大，只调节示值电位器是不行的，还需要改变7107集成电路35、36脚的取样电压。取样电压与显示数成反比。一般情况下，取样电压为1V左右，本仪表测的电阻值为0.99V。7107信号输入端30、31脚每输入1mV显示就是1个数，输入100mV，显示大约就是100。

　　为了提高显示值，使显示的“-46”变为“-100”，就要减小取样电压。方法之一就是在35、36脚上并上1个电阻，通过试验取1个4.7kΩ的可调电阻串上1个3kΩ电阻，焊在35、36脚上，通过调节可调电阻可使示值变为“-100”，再按BA1的分度值输入各温度点对应的电阻值，显示数基本就是所需的温度。再测改制好的仪表的取样电压为0.46V，是原来的0.46倍，这个数就是BA1分度的微分电阻与Pt100分度的微分电阻的比值。

　　总之，Pt100表改BA1表主要有两点:
　　1.在热电阻输入端串上1个54.00Ω的电阻(锰铜的)。
　　2.在取样电压端上并1个电阻，使其电压为原来的0.46倍。
　　该方法简单实用，用半个小时即可完成。

一、总表与分表对不上

　　1.问题的表现
　　一宿舍小区，发现其总表所累计的电量与其所带的几块分表所累计的电量之和对不上，并且相差很大。

　　2.分析与处理
　　此表为三相四线表，它所累计的电量应该是它本身所带的几块分表所累计的电量之和，所以它是收费标准的依据。
　　但在正常的负荷下，突然发现此表所累计的电量下降，与往常所累计的数据相差很大。从表的外观上看未发现异常，表盘的转动和计度器工作均正常。随后检查表尾接线是否有虚接现象，也未发现异常现象，接线方式正确。但在活动表尾的其中一条线时(B相电压线)，发现此线有一段很软(该线采用的均是单股塑料硬线)，怀疑内部金属部分已断开。经仔细检查确认此相电路已断路。
　　这样一来，此表所累计的电量就会丢失为正常时累计电量的1/3。当B相电压回路断路，此表所累计的电量仅为A相和B相的功率之和。由于B相断开的是此表的电压回路而不是电流回路，所以均不影响各分表以及各用户所带的负载正常使用。
　　根据以上的分析表明，此故障的出现是很不正常的。因为总表表尾所接的线均是单股塑料硬线，并且金属部分较粗，一般从内部是不容易断开的。因此，经多方面的调查和了解，充分证明了此故障的确是人为造成。由于表尾盖都用钳封已封好无法拆开，只好用钳子将内部金属折断，但绝缘外皮完好如初，很难被人们发现，从而达到窃电的目的。此问题已交有关部门进行处理。

　　二、现场电能表的测量数据的正确选择

　　近年来人们越来越关注现场电流、电压、相位、功率以及电能表的高准确度测量。为了达到这一目的，往往需要通过反复拆、接线将高准确度测量仪器的电流互感器串入电路，这既不安全又费时间。同时随着测试的次数不断增加，将会导致接线盒的接线螺丝滑扣，造成接触不良甚至使电流回路开路，引起事故的发生。但现有的钳形电流互感器由于要开口，这样将会使导磁系数大大降低，同时它和位置相关性也很大，地限制了测量准确度的提高，使测出的数据产生了可疑性。为了解决这一问题并充分利用现有的测量仪器，其方法是在测量前弄清钳形电流互感器本身所产生的附加误差，然后将现场所测出的数据减去它本身的附加误差即为实际所测的结果。

　　一般现场校验仪在周期校验时分两步进行。一是将校验仪的电压和电流的输入端与校验装置的电压和电流输出端通过导线分别连接好，然后测出一组数据。二是再用钳形电流互感器的接线方式，在相同的负荷点的条件下，测出第二组数据，后用第二组数据减去组数据即为电流夹钳的附加误差。

　　这样一来，此问题基本得到解决，同时使现场测试工作效率大大提高。以前在测试现场表计时，出现误差偏大甚至超差，计量测试人员就盲目下结论，认为此表不合格或性能不好，其实不然，这些测试数据很可能与测试方法和处理方法不妥有关系，这一点切莫忘记。

　　三、电能表的转速不稳

　　一般电能表的转速不稳均是由于机械故障导致的。如:
　　1.当电能表的上、下轴承因缺油而使摩擦力矩增大，有时还伴有吱吱的摩擦振动响声，使电能表的转速变慢。
　　处理方法:将表壳打开，在上、下轴承中加一点表油，问题即可得到解决。如果上下轴承已损坏或轴尖磨损严重，可换新的器件。

　　2.由于电能表长期使用或由于制动磁铁质量不好，导致失磁现象，使制动力矩减小，表盘转速变快。
　　处理方法:将制动磁铁充磁或更换磁铁。

　　3.当磁铁间有杂物或铁渣时，会使表盘转速时快时慢。
　　处理方法:清理杂物并对不平的表盘进行校正。

　　上述现象都是造成电能表转速不稳的主要原因，但这也不能一概而论。电能表的转速不仅和以上所述原因有关，同时还和它所带的负荷性质有关。以三相三线电能表为例，当它的负荷为纯阻性时(即功率因数为1.0，Φ角为0°时)，它的两组元件都会在转盘上产生一个转动力矩。它的功率计算公式为:PZ=UABIAcos(Φ+30°)+UCBICcos(Φ-30°)[式中:PZ为总功率；Φ为相电压与相电流之间的夹角；(Φ+30°)和(Φ-30°)均为线电压与相电流之间的夹角]。

　　当负载为感性或容性时(功率因数为0.5，Φ角为60°时)，在两组元件中的其中一组功率为零，这样它的总功率就为原来总功率的一半，当然转速就比负荷为纯阻性时的转速慢。由于线路的负荷有时在不断地变化，因此，电能表的转速也就随之变化，但这是正常现象。

　　四、两表交替使用，造成电量丢失

　　1.问题的表现
　　据某单位宿舍电工反映，某用户根据他的实际负荷及平常用电量来判断，该户电表所累计的用电量突然下降，经检查也未发现异常现象。

　　2.分析与处理
　　根据以上所述，有关人员决定到现场进行观察和分析。经过一段时间后，有关计量人员来到现场对此表进行观察，表箱没有被锁，观察中突然发现此表的表底数以及编号和原始记录都对不上，表的外壳虽然有铅封但表尾盖却没铅封。根据这一系列情况判断，可能是用户已将表更换。为了证明此用户是否有窃电行为，决定到抄表日再来一趟。果然到了抄表日此表又换了新面目，无论是表底数还是编号都与原始记录对上了。无疑此户是利用了两表交替使用进行窃电活动。即上半月用新表，下半月用原始表(月底为抄表日)。这样一来，原始表所累计的电量仅为正常累计电量的1/2。
　　此问题已交给有关计量部门进行处理。

　　通过以上分析，总结出了此问题的发生根源，主要是由于管理不善造成的。如:无正规的表箱、铅封不到位以及工作不认真等。因此，计量工作人员一定要从思想上高度重视。只有将管理工作和计量工作紧密配合起来，才能有效地避免此类问题的发生。

当电子汽车衡作为贸易结算计量器具时，实行周期检定。按JJG555-1996检定规程，偏载检定是电子汽车衡周期检定项目中的一项必检项目。进行偏载检定时，如果误差超出允许范围则要进行偏载调整。由于1台汽车衡需要多个传感器，而每个传感器的输出灵敏度和输出电阻不可能完全一致，会使传感器单位输出阻抗的输出灵敏度不一致，这样必然存在偏载误差。另外由于安装原因造成传感器之间不平衡，也会产生偏载误差。对于分别采用模拟式传感器和数字式传感器(DLC表示)的两种类型汽车衡来说，偏载调整方法有所不同，下面仅对这两种类型汽车衡的偏载调整方法作一探讨。

　　一、采用模拟式传感器的电子汽车衡

　　这种类型电子汽车衡的偏载调整方法比较多，且需要打开接线盒，在接线板上调整相应的电位器。一般来说，汽车衡多个感应器之间采用全并联方法进行联接，每个传感器的两根输出信号间串接一个10kΩ的防短路电阻和一个200kΩ精密多圈电位器。通过调整电位器，可微调该传感器的阻抗灵敏度，以调整各个传感器之间阻抗灵敏度的差异，终达到调整偏载误差之目的，也称调输出。另有一种方法，用接线盒中的电位器来调整所接传感器的激励电压，使得所接传感器的输出信号随输入电压的变化而变化，终也达到调整偏载误差之目的，这种方法被称为调输入。

　　1.采用一个电位器同时调整同一截面两个传感器，这种方式有缺陷，因为调整时要同时兼顾这两个角，特别是遇到这两个角是正差，另一个是负差的情况，就很难两个角都在允差范围内。遇到这种情况，一般需要用水准仪重新测量基础板，用不锈钢板重新找平后，再用电位器调整。目前这种接线板已被淘汰。

　　2.采用一个电位器对应调整一个传感器，绝大多数汽车衡采用这种方式。
　　在实际调整中，会遇到以下几种情况:
　　(1)大多数角偏载误差合恪，只有一两个角偏载误差不合格，这时应将砝码放在相应的角上，调整相应的电位器。
　　(2)大多数角都超差，且数值相差不多，只有一两个角不一样。可调整电位器，使一两个角的误差与其他角一样，然后用仪表的量程调整功能进行调整。如1台50t汽车衡，有6个传感器，用10t砝码进行偏载检定时，其中有5个显示10.02t，只有一个角显示10t，这时可调整显示10t的角，使之显示为10.02t，然后把10t砝码均放在秤台上，用量程调整功能，使仪表显示10t。
　　(3)大多数角误差合格，只有一两个角偏载误差不合格，且电位器调到头也调不过来。调整的方法是把所有的电位器都调到中间位置，用标准砝码重新标定后再进行偏载检定，如果还有角差调不过来，应用水准仪重新测量基础。用不锈钢板重新找平后，再进行检定。也可根据经验在相应传感器下加垫不锈钢板，以达到调整目的，但要秤台不翘角，且要复检其他角的误差。
　　(2)汽车衡因修理拆下接线板时，未记住原传感器对应的电位器。可把所有的电位器都调到中间位置，将标准砝码重新标定后再进行偏载检定。

　　二、采用DLC电子汽车衡

　　采用DLC电子汽车衡的偏载调整不需要打开接线盒，直接在仪表内用软件进行调整，主要有以下几种方法(以梅特勒-托利多数字仪表为例说明):

　　1.用设定的参数[18]自动偏载调整，具体方法是:先定时校验空秤，然后在某一角(或段)加放上一定载荷后，仪表定时测试重量，16s倒计数结束，再把砝码移到另一个角，重复上述步骤直至所有角差(或段差)调整完毕。缺点是不能得到准确的误差值。

　　2.用设定参数[96]人工偏载调整时，入仪表设定状态，将参数[95]、[96]都输入“1”，退出设定，仪表处于正常扩展显示状态下，把标准砝码放在要调整的位置(段或角)上，记录当前仪表显示的扩展显示值，按键输入需要调整的段位置和DLC地址，仪表显示后，输入标准砝码对应仪表扩展显示状态的实际数值，等仪表显示后，输入步记录下的数值，把仪表改为正常称重状态即可。这种方法可准确调整传感器的偏载误差，并可重复调整，但也比较费事。举个实例:1台50t汽车衡，有6个传感器，分度值为20kg，用10t砝码压角，有一个传感器超差，显示9980kg，在扩展状态下显示4992，则先记录下4992，再输入5000(10t砝码在仪表扩展显示状态下对应5000)，等仪表显示后，输入4992，仪表可自动调整，使显示变为10t，同时扩展显示状态，可直接得到准确的误差值。如10t砝码仪表显示4996，则误差为:
　　e=4996×2kg-10000kg=-8kg
　　因此在检定时，可直接用仪表的扩展显示功能得到称量点的数字化整误差，省去了加感量砝码的繁琐工作，这也是仪表扩展显示功能的一大应用。

　　3.用设定参数[97]仪表显示的传感器偏载系数，通过改变传感器偏载系数进行调整，也是一种简单有效的方法。下面以实例说明具体调整方法。
1台50t汽车衡，分度值为20kg，有6个传感器，用10t砝码进行偏载检定，调整前仪表显示值如下:

　　1#传感器和2#传感器超差，需要调整，方法如下:
　　进入设定参数[97]，仪表显示1#传感器的偏载系数是0.997420，2#传感器的偏载系数是1.001109，则要使1#、2#传感器显示调整为10t，1#、2#传感器的偏载系数(分别设为X1、X2)应调整为:9980/10000=0.997420/X1。
X1=0.999419
10020/10000=1.001109/X2
X2=0.999111
　　把参数[97]中1#传感器的偏载系数改为0.999419，2#传感器的偏载系数改为0.999111，退出设定状态，返回到称重状态，调整结束。
　　因此得到一个一般规律:偏载检定时，有误差时可直接在原偏载系数基础上加减相应的换算系数差值，并在设定状态输入即可。
　　综合以上几种偏载调整方法，第3种方法简单、省事，一般1次就可调好。

　　总之，对汽车衡进行偏载检定时，无论是采用模拟式传感器汽车衡还是DLC汽车衡，都要做到心中有数。对于模拟传感器，可用数字万用表毫伏档测量每只传感器的输出毫伏数是否一致，若不一致，则用加垫法调整，使各输出误差不大于0.5毫伏，再用砝码压角，记录下相应数据。然后根据实际情况再决定采用哪种方法进行调整。

一、压力表示值变化的规律

　　1.压力表在整个行程中连杆移动和角度的大小与指针在刻度盘上偏转角度的大小成正比例关系。按要求指针在全行程中转动的角度，应与刻度盘上所刻角度的大小相等，即以270度时为佳。否则，中间刻度的两侧示值将出现快、慢变化的不同，产生非线性误差。

　　2.顺时针转机芯，刻度前半部指针走得慢，刻度后半部指针走得快。逆时针转机芯，刻度前半部指针走得快，刻度后半部指针走得慢。

　　3.改变连杆与扇形齿间夹角的大小，可以调整非线性误差。调小连杆与扇形齿间夹角，指针在前半部分刻度走得快，指针在后半部分刻度走得慢。调大连杆与扇形齿间夹角，则相反。

　　4.改变示值调整螺钉的位置，可以调整线性误差。示值调节螺钉往右(下)移，指针走得慢；示值调节螺钉往左(上)移，指针走得快。

　　5.自由端向左扳(移)，刻度前半部指针走得快，刻度后半部指针走得慢。自由端向右扳(移)，刻度前半部指针走得慢，刻度后半部指针走得快。指针处于满度时的误差，常是因为初始角小，未到满度连杆已被拉足，限制了自由端位移的变化量，一般多采用扳(移)自由端办法。扳自由端的方向，则与上面方法相反。

　　二、根据示值变化的规律对压力表示值误差进行调整

　　1.被检表误差总是增加或减少一个固定值。它是由于指针安装不正确而引起的示值误差，只要重新起针调整指针的安装位置即可解决。

　　2.被检表误差成比例地增加或减少。这类误差主要是传动比有了变化而产生的，只需要移动一下示值螺钉就能消除。被检表误差逐渐增大时，将示值螺钉往右(下)移，扩大扇形齿轮短臂的臂长，将传动比调低。误差逐渐减小时，应将示值调节螺钉往左(上)移，缩小扇形齿轮短臂的臂长，将传动比调高。这种调节方法也就是我们通常所说的“大开小合”的调节法。

　　3.被检表示值先后快慢不同，也就是产生了曲线性误差。这种误差的产生，是由于全行程中指针的转角大于或小于度盘上标度角。调整的方法是变更连杆与扇形齿间的夹角。示值先快后慢时，逆时针方向旋转机芯或将自由端向外移，扩大连杆与扇形齿间的夹角；示值先慢后快，则调法相反。另一种调整方法是，采用中间刻度起针，起针后增减一相同压力值，要求指针向左右两侧偏转的角度相等，并与中间刻度左右相邻两个带有数字的刻度相对正，经过调整后，再重检一遍或进一步调整。当机芯安装不正、度盘偏斜、指针轴不在弹簧管圆弧中心或度盘孔中心，也会出现这种快、慢不同的现象，应松开机芯固定螺钉，适当调整机芯位置或微动度盘加以解决。

　　4.仅某一点超差。让指针停在该刻度上，检查各零件间配合情况，传动轴孔是否受阻、连杆是否灵活、齿牙口啮合点有无损伤、异物等，如有，加以排除。某点出现正误差时，常是因齿牙啮合点有污物、毛刺；出现负误差时，多由于齿牙的形损或伤齿造成。齿牙损伤严重者，应更换新件。

目前普遍使用的焦度计大致有目镜式焦度计、投影式焦度计及电脑焦度计三种。下面主要介绍用目镜式焦度计测量散光镜片的顶焦度值及轴位。在使用目镜式焦度计测量眼镜片的参数之前，应对仪器进行调整。

　　目镜调整
　　(1)观察目镜内分划板上的坐标图像，如清晰则表明分划板恰位于目镜的焦平面，无需调整。
　　(2)如坐标图像不清晰，则缓慢转动目镜的视度，同时从目镜观察坐标图像，直至清晰。

　　零位校正
　　(1)焦度计中不放入镜片(空置)。
　　(2)将手轮在零位前后缓慢转动，同时从目镜观察坐标图像，直至清晰。
　　(3)如手轮刻度正对零位，则零位正确，无需校正。
　　(4)如手轮刻度与零位偏差，则需加以校正。

　　仪器调整好后，将散光镜片置于焦度计的镜片工作台上，这时，焦度计所显示的光标图像不能全部清晰，而只是部分清晰，在顶焦度值处于值大的位置时，若旋转镜片一周，在焦度计的视场中会出现两处为清晰而与立体形圆柱相互平行的两根粗实线，这两次出现的粗实线是相互垂直的。那么究竟以哪一组粗实线来确定散光镜片的顶焦度值及轴位呢?

　　具体操作步骤如下:
　　(1)将被测散光镜片置于顶焦度计的镜片工作台上。
　　(2)转动顶焦度计测量手轮，直到能清晰看到由明亮短线组成的圆筒形光斑。
　　(3)调节镜片工作台的高低和左右移动镜片，使被测散光镜片的光学中心位于目镜分划板中心。
　　(4)打开镜片压紧圈导杆的按钮，使固定镜片的接触圈压紧镜片。
　　(5)转动顶焦度计测量手轮及柱面散光轴位角测量手轮，使某一方向筒形斑清晰，读出顶焦度读数为M1。相对应的轴位读数为A1。
　　(6)转动顶焦度测量手轮，使另一方向筒形光斑清晰，读出顶焦度读数为M2。相对应的轴位读数为A2。

　　写出结果
　　1.M2为球面顶焦度，(M1-M2)为柱面顶焦度，A1为柱镜的轴位方向。即
　　M2DS+(M1-M2)DC×A1 (1)
　　2.或M1为球面顶焦度，(M2-M1)为柱面顶焦度，A2为柱镜的轴位方向。即 M1DS+(M2-M1)DC×A1 (2)

　　细心分析这两组公式，就可以找出一个规律来。这就是任何一片散光镜片，都有两组符号度数书写，从一组符号度数书写变为另一组符号度数书写，只要将带符号的球镜和柱镜度数相加，代数和就是新球镜的符号和度数，而原来的柱镜保留度数改变符号即为新柱镜的符号度数。

　　新轴位，若原轴位小于等于90°的加90°，大于90°的减90°。即A1、A2互为90°。

一、检定中的调整

　　1.水平仪零位偏移的调整
　　若水平仪调零范围偏向一侧或调不出零位，可将水平仪置于已调好水平的平板上，量程开关置于Ⅱ档位置。顺时针旋转调零旋钮，直至数值不变记下该读数；然后逆时针旋转调零旋钮，直至数值不变记下该读数；将两次记录的数值的值相加，即为该水平仪的调零范围。
　　旋转调零旋钮，使显示数变化调零范围的一半，用平口螺刀调整仪器左侧下方零位调整孔中的微调电位器，直至水平仪的显示值为零。此时，调零旋钮基本处于中间位置。

　　2.示值超差的调整
　　示值误差的调整在小角度检查仪上进行。若Ⅱ档超差，并且调整电位器变化不明显，应转至Ⅰ档进行调整。
　　在小角度检查仪起点零位及水平仪零位调好后，将“正向”或“负向”大测量范围所需尺寸的量块替换定位指示计下面的起点量块，然后使指示计继续指零。此时若水平仪超差，可调整背面增益调整孔内的微调电位器。面向孔时，逆时针旋转电位器，水平仪的数值值增大，反之减小。

　　二、常见故障的排除

　　1.手把组件容易发生的故障
　　(1)水平仪可用电池供电，若电池连接不当，B档显示“1”或“-1”，应检查电池安装是否正确；若B档显示<800数，电池电量不足，应更换电池。若“正”“负”电源中点断路，显示值较正常低(100～200)数，手把的电池仓内有一黑线(压在电池极性标牌下)，可能装卸电池时，不慎将该线弄断，使得水平仪的供电方式改变，B档显示值偏低，水平仪稳定性明显变差，数字跳动。在电池电压符合要求的情况下，B档显示值为1200数左右。

　　(2)手把上的插座有3个功能:a.模拟量输出；b.差动测量；c.电源输入(注:外接电源可通过该插座给水平仪供电。外接电源供电后，B档电池检测功能失效，“0”档关机时仍显示随机数字)。
　　以上几种功能出现故障，均应检查手把背面各连接线的焊接点是否可靠。

　　2.壳体组件的故障
　　(1)数字缺划:液晶相应段码电路虚焊或接触不良。
　　(2)B档显示值不对:在排除电源供电电路的故障后，应检查D4二极管是否失效(注:元件序号以产品说明书所附电路原理图编号对应)。
　　(3)模拟量与显示值不符，检查调整ICL7160的35、36脚基准电压，应调整在(0.987～1.000)V之间。
　　(4)调零范围小，只有正常值的一半时，应检查R11有无故障。
　　(5)波段开关-5V没接通，将导致无换档。

　　3.底座组件引起的故障
　　(1)R4和C3、R5和C4构成正反馈网络，决定振荡器的频率。R3和R6构成负反馈网络，决定振荡器的幅度振荡波形。检查T3、IC2有无损坏，有关的阻容元件是否完好，振荡幅度的调整R11实现。
　　(2)R1=R2时，则输出电压Vo=-Vs，无倒相应检查IC1或C1。
　　(3)在阻抗变换电路中R15的接地应可靠，否则水平仪易出现不稳的因素。
　　(4)示值超差，先调整增益调整孔内的微调电位器，若调不过来，则需调整IC3接线柱上的固定电阻R31。示值偏小，减少R31阻值；示值偏大，增加R31阻值。
　　(5)采用运算放大器IC4与RC元件组成低通滤波电路，水平仪出现数字跳动等现象，检查C9是否可靠。
　　(6)零位偏移可调整零位调整孔中的R13半可调电位器，若调不过来，则需调整IC1、IC2上的两对接线柱上的固定电阻R12、R14，并且与C6相位调整结合起来进行。
　　(7)如果波段开关上的-5V加在Ⅱ档时，已输入到电路，仍无换档，则应检查T6场效应管及决定换档比例的相关电阻。
　　(8)传感器引起的故障有:零位偏移、回零不好和稳定性差。

　　传感器是水平仪的核心部件，其故障的判断在电路故障已排除后进行。传感器出现故障，一般情况下更换经过老化处理、筛选出的合格品，并且电路全部需重新调整。