浅析仪器仪表校验过程中节能管理措施

【摘要】文章首先简述了仪器仪表自动化校检系统的构建，然后分析了现场校验仪工作的基本过程，最后重点探讨了电工仪器仪表的节能设计。

【关键词】仪器仪表；校验系统；节能设计

一、前言

随着科技的发展，不断地有新的技术应用于各个行业，促进其快速地发展。电测仪器仪表现场校验仪的应用与发展已有一段时间，现在的校验仪已经与多种高科技相结合，成为了智能化管理的工具，它的使用可以保证生产过程的安全性，更可以给企业带来更大的经济效益。

二、仪器仪表自动化校检系统的构建

许多常见的自动化仪器仪表，如信号发生器、频谱分析仪、频率计数器、数字和模拟示波器、三相交直流标准源等在目前的一些大中型企业里应用范围十分广泛。由于它们基本都具备微处理器的智能手段，因此技术人员每年都需要对其进行固定的检测，保证设备完好无损。但是，这些自动化仪器仪表功能丰富、系统庞杂，人工校验程序极容易发生错误，这时就需要专家开发出一套自动化校验系统。整个自动化校验系统主要有硬件和软件两个部分构成：

1、自动化校验系统硬件组成部分

电子计算机技术的发展很好地实现了对整个自动化校验系统程序的控制管理，另外，标准仪器、被检测仪器、通用接口总线配备的辅助设备如打印机、网络适配器、电缆的组合应用，共同完成了和电子计算机的连接，构成了整个自动化校验系统硬件部分。

电子计算机：选择市场上能够处理数字运算的一般计算机就可以

可以进行远程控制的仪器设备：该设备可以通过自身的接口来接受外部传输的数据，让原先运用硬件逻辑无法解决的问题转变为用软件解决，具有十分强大的灵活性。另外，通过数字处理和储存技术就能够很方便地实现自动校准，从而提升测量的精准程度。

GPIB通用接口总线技术指标通过对系统控制和测量结果的输出来实现，系统内的仪器数量至多15台，总线采用标准的24线电缆，以每秒250―500字节的传输速率传递信息，数据传送所能到达的最大距离最长为20米。

2、自动化校验系统软件组成部分

自动化校验系统软件组成部分直接决定着控制系统能否完成自动化校验，软件系统除了能够控制设备系统进行相关的操作，完成检测过程的自动化，而且还能够帮助电子计算机系统进行数据处理和数据输出，实现数据处理的的自动化。可视化的BASIC语言一方面可以使用动态链接库来完成计算机输入输出端口的传输功能，另一方面可以通过应用程序编程接口函数实现串口通信。这样只需要安装相应功能的控件，编写与之相关的程序系统，就能够使面板的程序设计显得方便简洁，并且将大型程序分割为许多小程序，这些小程序可以随用户的选择来激发控制，而不是像过去那样将编写程序的步骤按照精确次序一一执行，编程速度得到了很大的提高。Windows的操作系统由Windows7开始逐渐取代原来的WindowsXP，运用GPIB通用接口总线技术、远程控制的仪器设备、被检测仪器的程序设备来编制程序，完成该系统实现全部自动化校验的功能。

三、现场校验仪工作的基本过程

首先，需要通过总线技术将现场校验仪和管理计算机进行连线，然后应将管理层的信息资料装载在现场校验仪中。校验人员在电力生产的现场，开始根据先前载入管理层的数据，进行记录现场被测仪表的实际数据。整个校验过程完毕后，工作人员应将实际测得的数据载入管理计算机中，它会将数据进行系统化的处理，自动生成校验结果的资料，然后将这些数据再传输给总部服务器进行集中处理。结合了最新的计算机网络技术，使现场校验的方式更加自动化、智能化，不但有效地提高了校验效率，而且还确保校验结果的准确性，加快了电力企业管理的自动化建设。

在电力生产过程中，进行现场校验的工作是一项危险系数较高的工作。考虑到安全因素，校验人员都采用钳形互感器接入方式，因为当进行高压校验时，如果出现开路事故，会产生高压放电。而电流互感器是两次侧是严禁开路的，这样可以避免安全事故的发生。在校验过程中，也会由于这样的接入方式，给校验的工作带来较大的误差，怎样能够让误差降到最小，现在就简单分析下现场校验工作需要注意的几个地方。

1、解决钳形互感器带来了的测量误差

刚才上文已经提高，采用钳形互感器的接入方式是一种很安全的措施，可是他会带来测量精确度差、测量重复性差的问题。电力企业也注意到了这个问题，经过多次实验证明：如果将钳口表面进行清理干净，然后使表面接触紧密，这样就可以解决这个问题。因为钳口表面不洁净，会导致表面接触不好，会降低磁力线的传导能力，如果接触不紧密的话，会增加接触面的距离，同样会降低磁力线的传导能力，这会带来测量的误差。所以，应该通过清洁接触面并增大其压力来解决这个问题。首先应用酒精进行擦拭接触面，再用打印纸进行擦拭，可以达到较好的效果，再用橡皮筋将接触面进行捆绑使其紧密。

2、应该科学地判断测量结果，确保其的准确性

在现场进行校验时，如果发现测量的结果出现较大的偏差，不要轻易的下结论，有时候可能因为测量仪表本身带来的误差。现场校验的工作一般采用周期检定的方法，首先，现场校验仪不带钳形互感器进行误差测试，测得出第一组结果，然后采用钳形互感器的接入方式，进行误差测试，测得出第二组结果。在进行第二次测试时，钳形互感器会带来一定的误差，所以需要第二组的结果减去第一组的结果，来计算出实际误差，依据这个标准进行测量数据，可以保证测量结果的准确性。

四、电工仪器仪表的节能设计

电工仪器仪表设计中，应综合考虑产品的结构、功能、工艺，充分利用新技术、新理论、新器件、新电路、新材料，使产品在使用过程中消耗能量最少。电工仪器仪表的节能设计应遵循以下原则。

1、选用低功耗传感器

近年来，传感器发展速度非常快，新型低功耗传感器不断问世。仪器仪表在选用传感器敏感元件时，应选择性能、价格符合设计使用要求的低功耗、微功耗传感器。

2、简化仪器功能

多功能势必增加仪器硬、软件的复杂性，降低产品的可靠性，增加电流消耗。仪器设计不能片面追求多功能模式。在满足仪器必要功能的基础上，简化硬件电路设计，尽量利用软件实现仪器的功能，是降低仪器功耗的有效方法。

3、设计低功耗电路，采用低功耗器件

这是降低仪器功耗的主要设计原则。仪器的模拟放大电路可采用低（微）功耗运算放大器；数字电路可采用CMOS器件，并采用可编程器件FPGA实现数字电路功能，从而取代分立元件，降低电路功耗；显示可采用IXTD显示器。

4、单电源、低电压供电

单电源供电可以提高电源的使用效率，降低功耗。单电源供电状态下，应注意降低供电电压。大部分模拟电路的工作电压范围宽，电路正常工作的动态范围较广，在允许牺牲电路增益的条件下，降低电源电压可大大降低电路的工作电流，从而降低功耗。以低功耗集成运算放大器LM324为例，其单电源电压工作范围为5～30V，当电源电压为5V时，功耗约为15mW；当电源电压为10V时，功耗约为90mW；当电源电压为15V时，功耗约为220mW。低电压供电对于减低器件电流消耗的作用十分明显。

五、结束语

仪器仪表的应用非常广泛，要严格按照校验仪的使用要求进行操作，这样才能切实提高工作的效率，保证校验工作的安全性，不断发展和提高电工仪器仪表技术对提倡节能减排，建设资源节约型、环境友好型社会具有重要意义。

参考文献：

[1]侯建朝，谭忠富.我国能源发展的国际对比及存在问题的解决途径[J].中国电力，2011.

[2]任殿义.中国电工仪器仪表行业发展报告“十五”综述[R].哈尔滨：哈尔滨电工仪表研究所，2011.