交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器

时间：2016-03-08

	交流电量转换为模拟量或数字信号的电测量变送器



	GB/T 13850-1998



	Idt IEC 688：1992


	


	




	


	


	*人民共和国国家标准
交流电量转换为模拟量或数字信号的
电测量变送器
GB/T 13850-1998
Idt IEC 688：1992


	 


	


	




	1． 范围
本标准适用于测量交流电量，具有电量输入、直流模拟量或数字信号输出的变送器。用于通讯的那部分应与外部系统相兼容。



	
本标准适用于将交流电量（如：电流、电压、有功功率、无功功率、功率因数、相角和频率）转换成一输出信号的测量用变送器。
在测量范围内，输出信号是被测量的函数。可带辅助电源。
本标准适用于：


	
a． 输入量的标称频率在5Hz～1500Hz之间的变送器；
b． 如果测量用变送器作为非电量测量系统中的一部分，并且该部分属本标准规定范围，则本标准也适用于该电测量变送器；
c． 本标准也适用在遥测、过程控制中和在规定的某一环境下使用的变送器。


	
本标准目的是：
——为主要用于电力工程，特别是过程控制和遥测系统中的变送器规定术语和定义；
——统一评定变送器特性的试验方法；
——为变送器规定准确度范围和输出值。



	
2． 引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中的引用而构成本标准的条文。本标准出版时，所示版本均为有效。所有版本都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准较新版本的可能性。IEC和ISO成员都留有当前有效的国际标准记录。
IEC 50（301，302，303）：1983 国际电工技术词汇（IEV）
301章：电测量通用术语
302章：电工测量仪器
303章：电子测量仪器
     IEC 68-2-3：1985 环境试验 *2部分—试验Ca：湿热，稳态
     GB/T 15283-1994  0.5、1和2级交流有功电度表（idt IEC 521：1998
     IEC 61010-1：1990 测量、控制和试验室用电气设备的安全要求 *1部分：通用要求
     IEC 255-4（1976） 继电器——*4部分：它定时限单输入激励量量度继电器
     注：参考标准一览表见附录A
3． 定义
本标准采用下列定义。
3.1通用术语
3.1.1 电测量变送器（简称“变松器”）
     为测量目的，将交流被测量转换为直流电流、直流电压或数字信号的装置。
3.1.2 辅助电源
     是变送器正确工作所必须的除被测量以外的交流或直流电源。
3.1.3 辅助线路
     通常是指由辅助电源供电的线路。
     注：辅助线路有时也由输入量之一供电。
3.1.4 偏置零位的变送器（带电零位）
     被测量为零时，有规定非零输出信号的变送器。
3.1.5 隐零位的变送器
     输出信号为零位时被测量大于零的变送器。
3.1.6 畸变因数
     谐波含量均方根值与非正弦量均方根值的比值。
3.1.7 输出负载（仅适用于模拟信号）
     跨接于变送器输出端的仪器和线路的总电阻。
3.1.8 纹波量（模拟输出信号的）
     在稳定输入条件下，输出的波动分量的峰-峰值。
3.1.9 输出信号
     被测量的模拟或数字表示。
3.1.10 输出功率
      变送器输出端的功率。
3.1.11 输出电流（电压）（仅适用于模拟信号）
      由变送器输出的，为被测量模拟函数的电流（电压）
3.1.12 反向输出电流（电压）（仅适用于模拟信号）
      对被测量符号或方向的变化以相反极性响应的输出电流（电压）。
3.1.13 变送器的测量元件
      将被测量或被测量的一部分转换成相应信号的变送器的一个单元或模块。
3.1.14 单元件变送器
      有一个测量元件的变送器。
3.1.15 多元件变送器
      具有两个或两个以上测量元件，各元件的诸输出信号合成为一个与被测量对应的输出信号的变送器。
3.1.16 组合式变送器
      为实现一种或多种功能而具有两个或两个以上测量线路的变送器。
3.1.17 响应时间
      从施加按规定变化的被测量的瞬间，到输出信号达到并保持在较终稳定值或以此值为中心的规定范围内的时间。
3.1.18 恒流制输出电压（保证准确度的输出电压限值）
      具有电流输出的可变输出负载变送器，其输出端的电压值。在此电压值上，变送器符合本标准要求。
3.1.19 （输出）串模干扰电压
      以串联形式出现在输出端和负载之间的不希望有的交流电压。
3.1.20 （输出）共模干扰电压
      存在于每一输出端和一个参考点之间的不希望有的交流电压。
3.1.21 贮存条件
      在影响量的范围所规定的条件，如温度或其他特殊条件，变送器在此（非工作）条件内贮存不应损坏。
3.1.22 稳定性
      在规定时间内，所有影响量在规定范围内变送器保持其性能不变的能力。
3.1.22.1 短期稳定性
        在24h内的稳定性。
3.1.22.2 长期稳定性
        在一年内的稳定性。
3.1.23 使用组别
      能在规定的一组环境条件下工作的变送器。
3.2 按被测量分类
3.2.1 电压变送器
     用于测量交流电压的变送器。
3.2.2 电流变送器
     用于测量交流电流的变送器。
3.2.3 有功功率（瓦特）变送器
     用于测量有功功率的变送器。
3.2.4 无功功率（乏尔）变送器
     用于测量无功功率的变送器。
3.2.5 频率变送器
     用于测量交流电量频率的变送器。
3.2.6 相角变送器
     用于测量两个同频率交流电量之间相角的变送器。
3.2.7 功率因数变送器
     用于测量交流线路功率因数的变送器。
3.3 按输出负载分类
3.3.1 固定输出负载变送器
     只有在输出负载为标称值时才符合本标准的变送器。此标称值应在规定限值内。
3.3.2 可变输出负载变送器
     输出负载在一定范围内可取任一值，并且符合本标准的变送器。
3.4 标称值
3.4.1 标称值
     表示供变送器预定使用的一个值，或一些值之一。
     注：被测量的较低和较高标称值是对应于输出信号的较低和较高标称值。
3.4.2 输出量程（简称量程）
     输出信号较高和较低标称值之间的代数差。
3.4.3 基准值
     用来确定变送器准确度而作为参考的值。
     基准值是量程。对具有反向和对称输出信号的变送器，如制造厂规定，其基准值可以是量程的一半。
3.4.4 线路绝缘电压（标称线路电压）
     可用于变送器线路的较高对地电压，可按此确定其电压试验。
3.4.5 标称功率因数
     为获得标称功率，标称电压与标称电流的乘积应乘以的系数。
     标称功率因数=标称功率/（标称电压*标称电流）
     当电压和电流是正弦量时，标称功率因数为cosΦ，对于无功功率变送器，标称功率因数为sinΦ。Φ为电流与电压的相位差。
3.4.6 输出电流和电压的较大允许值
     由制造厂给定的，变送器能长时间承受的、不至于损坏的电流和电压值。
3.4.7 输出电流或电压信号极限值
     通过设计，在任何条件下不能**过的输出电流或电压信号的上限值。
3.4.8 测量范围
     由被测量的两个值所规定的，且能符合本标准要求的那部分范围。
3.4.9 被测电压标称值
     与变送器电压输入线路所连接的外部线路。（例如：电压互感器的二次绕组）的电压标称值。
3.4.10 被测电流标称值
      与变送器电流输入线路所连接的外部线路。（例如：电流互感器的二次绕组）的电流标称值。
3.4.11 被测量的标称值
      对有功和无功功率变送器，对应于被电压、电流和功率因数标称值的被测量值。
3.5 用户调整
    变送器可以装有由用户调整的装置（应该注意的是：功率源和测量设备应具有符合要求的稳定性和准确度）。下述定义适用于这种变送器。
3.5.1 校准值
     用户根据具体需要通过调节来改变标称值而得到的某一量的值。
3.5.2 被测电压校准值
     施加于变送器电压输入线路的电压值。
3.5.3 被测电流校准值
     施加于变送器电流输入线路的电流值。
3.5.4 被测量校准值
     通过用户的调节得到的被测量值。
3.5.5 输出信号的校准值
     对应于调节后被测量校准值的变送器输出信号值。
3.5.6 调整范围
     被测电流或电压调整值的可能范围。
3.5.7 变换系数
     被测量值与相应输出信号值之间的关系。
3.6 影响量和参比条件
3.6.1 影响量
     能影响变送器特性的量（被测量除外）。
3.6.2 参比条件
     规定的一组条件，在此条件下变送器符合有关基本误差的要求。此条件可由参比值或参比范围来给定。
3.6.2.1 参比值
      规定的影响量单一值，在此值下，变送器符合有关基本误差要求。
3.6.2.2 参比范围
      规定影响量值的范围，在此范围内，变送器符合有关基本误差要求。
3.6.3 标称使用范围
      规定影响量值的变化范围，在此范围内，变送器输出信号的变化量不**过规定值。
3.7 误差和改变量
3.7.1 误差
     输出信号的实测值减去输出信号的预期值。
3.7.2由基准值的百分数表示的误差
     误差与基准值的比值乘以**。
3.7.3 基本误差
     变送器在参比条件下确定的误差。
3.7.4 影响量引起的改变量（简称：改变量）
     某一影响量相继取两个不同的规定值时，变送器对同一被测量值产生的两个输出信号之差。
3.7.5 由基准值的百分数表示的影响量引起的改变量
     影响量引起的改变量与基准值的比值乘以**。
3.8 准确度、准确度等级和等级指数。
3.8.1 准确度
     变送器的准确度由基本误差极限和（由影响量引起的）改变量极限确定。
3.8.2 准确度等级
     符合本标准全部要求的变送器，其准确度可用同一数字标定的分级。
3.8.3 等级指数
     表示准确度等级的数字。
注：1.等级指数既适用于基本误差也适用于改变量。
    2.本标准中“等级指数的X%”一词是指“与等级指数对应的误差极限的X%”。
4. 等级指数、基本误差的允许范围、辅助电源和参比条件
4.1 等级指数
    变送器等级指数应从表1中选取。
4.2 基本误差
    当变送器在参比条件下时，输出信号的较高和较低标称值之间任一点的误差不应**过表1中给出的以基准值百分数表示的基本误差极限。
    更正表中的值（如果有）在确定误差时不应计入。
4.3 测量基本误差的条件
4.3.1 在测量基本误差和预处理之前，应在参比温度下按制造厂的说明书进行初调。
4.3.2 变送器应按表2规定的预处理条件接入线路。
4.3.3 对可供用户调整变送器，在规定的预处理后，按制造厂说明书调整。
4.3.4 与每一影响量有关的参比条件见表3。与被测量有关的参比条件见表4。
4.4 辅助电源
    本标准包括的变送器所需的辅助电源，规定为两种：直流（d.c.）电源和交流（a.c.）电源。
4.4.1 直流电源
     a. 直流电源的电压值应按5.1.2规定；
     b. 电池电源应可接地或悬浮。在变送器中，应具有保证电源输入/输出线路间隔离的措施（电压试验见6.19）；
     c. 变送器不允许有峰-峰值**过10%的纹波量叠加在直流电源上。
     d. 由变送器反馈到电池的（频率在100MHz以下的）噪声压（在一规定的内阻值下测量）应限制在100mV（峰-峰值）。
      另外，当变送器的供电电池也用于电话设备时，噪声不应该**过2mV噪声压。
       注：在CCTV（国际电报电话咨询**）推荐稿中给出了噪声评价系数。
4.4.2 交流电源
     交流电源电压标称值见5.1，可由独立电源供给或被测电压供给。
5. 要求
5.1 输入值
   电压、电流、频率和辅助电源的标称值应由制造厂规定。
5.1.1 可由用户调整的变送器的调整范围：
     a. 输入电压：标称值的80%～120%；
     b. 输入电流：标称值的60%～130%。
5.1.2 直流辅助电源的标称值推荐为24V、48V和110V。
5.2 模拟输出信号
    输出信号的较高、较低标称值和恒流制输出电压应从5.2.1和5.2.2或5.2.5中选取。
5.2.1 输出电流
     4mA～20mA为优选值。
     注：这里“0mA具有特殊意义”（见IEC 381-1）
     其他可选值：
     0mA～20mA
     0mA～1mA
     0mA～10mA
     -1mA～0mA～1mA
     -10mA～0mA～10mA
5.2.2 恒流制输出电压为10V、15V。
5.2.3 制造厂对在任一输出负载和输入条件下可能出现的输出电压较大值给予规定。该电压不应**过较低安全电压的极限。
5.2.4 若输出电压值较低，应注意可能产生的干扰问题。
5.2.5 输出电压
     0V～1V
     0V～10V
     -1V～0V～1V
     -10V～0V～10V
     0V～5V
     -5V～0V～5V
     注：电压输出的变送器不推荐使用。
5.3 数字输出信号
    所选择的数字输出信号应符合变送器准确度和响应时间以及通信系统的要求。
5.4 纹波（模拟输出量）
    输出信号中的较大纹波量（峰-峰值测量）与基准值之比乘以100不应**过等级指数的两倍。
5.5 响应时间
5.5.1 在测量响应时间之前，变送器应在参比条件下，辅助线路通电时间至少为预处理时间。由某一输入量供电的，并不可分离的变送器除外。
5.5.2 响应时间应由制造厂给出，通常不大于400ms。其阶跃输入量使输出产生的变化应是从基准值的0%到90%。
5.5.3 若要求进行减少输入试验，其阶跃输入量使输出产生的变化应是从基准值的**到10%。
5.5.4 带宽（见3.1.17）应为输出信号较高标称值的±1%。
5.5.5 隐零位变送器的测试方法应由制造厂规定。
5.6 被测量**量限引起的改变量
    如通过协商，变送器需要在输入为标称值的150%以下工作，则在输入标称值的**时的基本误差与在输入标称值的150%时的误差之差不应**过等级指数的50%。
    对有功和无功功率变送器，标称值的150%是在保持电压于标称值上，以增加电流的方式达到的。
5.7 输出信号极限值
    输出信号的较大值应限制在较高标称值的两倍。
    若被测量不在较高、较低标称值之间，则在任何条件下（例如：过电流或欠电流），变送器的输出也不应在较高、较低标称值之间。
5.8 极限工作条件
    在*6条款中给出的标称使用范围限值是变送器能符合本标准的限值。变送器可以在此限范围以外工作。但用户应当注意：
    ——可能保证或不保证准确度；
    ——预定的工作寿命可能减少。
    例如：许多变送器工作的环境温度可低至-25℃和高至70℃，但制造厂应考虑，在准确度和工作寿命上给出预期的降低和减少量。
5.9 测量范围极限值
    当测量范围极限值与输出的较低和较高标称值不对应时，则测量范围极限值应给予标志（见7.1中i项）。
5.10 储存和运输极限条件
     除制造厂另有规定外，变送器在-40℃至+70℃温度范围内不应损坏。
     恢复到参比条件后仍应符合很标准要求。
     为确保变送器的完整性，制造厂应规定附加的限制条件。
5.11 封印
    为防止变送器被擅自调整而没有封印时，不破坏封印就不能接触到壳内部的线路和部件。
5.12 稳定性
     若符合制造厂规定的使用、运输和储存条件，则在由制造厂规定期限内，变送器应满足对准确度等级所规定的基本误差限值。
     注：通常此期限不**过一年。

词条
词条说明
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在电子电路中，常可以看到VCC、VDD和VSS三种不同的符号，它们有什么区别呢？一、解释： VCC：C=circuit 表示电路的意思, 即接入电路的电压； VDD：D=device 表示器件的意思, 即器件内部的工作电压； VSS：S=series 表示公共连接的意思，通常指电路公共接地端电
电流变送器原理与制作