基于提高表计误差稳定性的研究

【摘要】单相电子式电能表的误差稳定性是电能表产品质量的一个重要指标，直接涉及到产品市场竞争能力和企业的经济效益。但是在其使用过程中由于设计缺陷和工艺的不足会产生误差不稳、超差等问题，严重影响了产品质量和用户体验。为了进一步提高产品的质量，开拓市场，本文根据市场反馈及生产过程中所出现的误差不稳定性，超差率高的问题，通过对测量表计的改进，既保证了产品质量又大大提高了生产效率。

【关键词】单相电子式电能表;误差不稳;超差

1.选题背景

电子式单相表计体积小、运输方便，在生产生活中有着重要应用，但是其线性不好，误差不稳定，超出内控标准的情况严重，影响了成品表计的质量，增加了出校及复校的工作量，造成元器件等的严重浪费。因此，若针对表计线性不好，误差不稳定的质量缺陷进行改进，将对减小误差，提高准确率有着很重要的意义。

2.现状调查

我们根据1～6月的15138只单相电子表的原始数据记录及维修报表对测量表计的质量缺陷进行了调查统计，统计缺陷频数结果如下表所示：

从以上调查表可以看出：在各种缺陷记录中，由于误差不稳、超差引起的误差最大，在有问题的1660只表计中有1202只存在该类问题，竟达到总数的72.4%，这将对用户对电能表的使用产生巨大的影响。根据质量管理条例内控误差标准希望将误差不稳、超差占有率控制在15%以内。

3.原因分析及要因确认

从技术维修人员、车间操作工处的了解可知，误差不稳、超差的原因主要有：工作人员工作不负责任，初检操作不熟练，频繁调动在岗人员；光耦质量差，芯片、晶振质量差，计量器质量差，电容容量不足；焊接方法不妥，线路设计有缺陷（感性负载偏大）等等。

（1）感性负载偏大：由于表计误差的超差率大多是在感性负载时形成的，在容性负载和阻性负载时就不易出现，而在感性负载偏大（超过一定值）时，也会存在电压采样延时的问题，造成转换输出脉冲，因此引起误差偏大而超差。

（2）频繁调动在岗人员：由于频繁调动人员，造成被新调来的工作人员初检操作不熟练，其对调节电阻选择无经验，因此会出现选择不准确的问题，从而使误差控制不够严格，最终使误差不稳而超差。

（3）光耦质量差：误差的稳定与否直接与光耦信号输出有关，在对电能表缺陷检查当中，观察到光耦的脉冲输出波形不够稳定，因此判断光耦质量有问题。

（4）操作工不负责任：若是此种情况，引起表计的质量缺陷是死表等情况而不是误差不稳、超差。

（5）计度器质量差：计度器质量差将造成计度不准确，而误差信号与脉冲到计度器的输出不同路。

（6）芯片晶振质量差：若是此原因造成，应该形成整批质量问题，但是通过将芯片送回厂家检测发现没有问题。

（7）电容容量不足：若如此，将造成表计供电不足，电压太低，而形成死表或者工作不正常。

（8）焊接方法不妥：其可能引起焊接时间过长或不充分，将造成元器件烧损或虚焊工作不正常。

通过对上述8条可能产生的原因逐一确认，排除非影响因素之后，确定主要要因有以下三个：

感性负载偏大、频繁调动在岗人员和光耦质量差。

4.对策制定与实施

在确认了要因之后，根据感性负载偏大，频繁调动在岗人员和光耦质量这三个缺陷，可以初步确认出改善的对策：

（1）针对感性负载偏大的问题，可以通过补偿电容来解决。经过精密地计算，从原先复校退回的表计当中随意抽取180只，分成三组，每组有60只，在芯片第四脚的电路上分别增加一个贴片电容10P，18P，56P，重新进行测试，事后检查数据组与原数据记录相比，对照表如下：

增加容量为18P的方案实施效果比较显著，将误差不稳、超差的问题降到12%，更接近目标，所以根据原始记录超差表对原线路进行重新设计，增加容量为18P左右的电容1只并准投入新表计生产中。

（2）针对频繁调动在岗人员的问题，根据实际需要可以固定部分初检人员，对其进行电路基本知识、操作工艺培的训，同时将表计误差内控初值再进行压缩，重载从-0.2-+0.3降到了，轻载从-0.1-0.3降到了-0.05-0.1。

（3）根据以往光耦质量情况挑出可以提供优良光耦的厂家，确定统一的购货渠道，严格执行规定的元器件入库检测制度，逐一检测入库的所有元件，做到不漏检基本无差错，测试员由兼职改为专职测试。

5.效果测评

从投入生产到目前为止，通过增加容量为18P贴片的4531只新表计复校情况看，表计误差不稳，超差现象显著减少。在累计检测的145只表计中，其中误差无显示的表计有56只，占全部总数的38.6%；表计出现卡表问题的共35只，占全部总额的24.1%；其他问题有35只，占全部总数的24.1%；而存在误差不稳、超差问题的表计只有19只，占全部总数的13.2%，由此可以得出结论，通过改进措施，误差不稳、超差这个主要缺陷得到很好的解决，从改进前的占有率72.4%降到改进后的13.2%，并达到了预计的15%的目标。

6.总结

通过上面分析可知，提高表计的误差稳定性，从而改进质量缺陷将给公司带来巨大的收益。

6.1直接经济效益

（1）产品等级率：新产品的等级合格率为96.8%，而此前的平均合格率为89.1%，以年生产表计300000只，其处理成本为2元/只计算，则可节约30000*2*(96.8-89.1)%=4620元。

（2）工效：增加18P贴片后，每年处理不合格表计时间为4天，而改进前在30天以上。按工效提高7.5倍，每天30元计算则一年可节约（30-4）*30*7.5=5850元。

（3）电耗：初校总功耗为4KW，复校总功耗为4.5KW，按每天8小时，电费以0.63元/kw·h计算，则可节约电费：（4+4.5）*8*(30-4)*0.63=1113.84元。

综合（1）（2）（3）可知，总的年节约为：4620+5850+1113.84=11583.84元。

6.2潜在效益

由于产品质量提高，增加了产品市场竞争力，而由此所产生的潜在经济效益是不可估量的，应远远超过上述计算所得的直接经济效益。　[科]