眉山市仁寿县仪器校准-器具计量机构
重庆世通仪器检测服务有限公司2016年由广东世通出资1500余万元成立。公司拥有产权实验大楼,地址位于重庆两江新区水土高新区科技园联东U谷科技园内,是*高新技术、知识产权贯标企业。
重庆世通仪器检测校准中心实验室面积达2400多平方米。2020年获得*实验室认可委员会(CNAS)认可,认可号L13133。2021年获DILAC认可。实验室校准源齐全,校准检测覆盖范围广。中心设有:力学、长度、衡器、电学、电磁、热工、几何量、工程建筑等*校准检测实验室。
现场检测仪的电能计量准确性间接关系到电动汽车充电设施电能结算的公平公正,因此检测仪校准设备是维护其溯源体系的重要环节。目前,交流充电桩现场检测仪(以下简称“现场检测仪”)的研究尚处于起步阶段,产品没有统一标准,且校准效率低。本文提出一种TD3610现场检测仪自动校准系统,并对导线压降消除、谐波叠加等技术难点做了详细探讨,可有效校准现场检测仪,提升校准效率。
一、校准系统设计
1.工作原理
TD3610现场检测仪校准系统(见图1)主要由交流电压源、电流源、电能误差计算模块、电能脉冲取样模块、误差显示模块和计算机自动校准软件等组成。
力学实验室主要负责力学*的计量工作:
力学实验室是公司历史*悠久的*实验室,实验室配有液体流量装置、钟罩式流量计装置、标准风洞、网改张力仪、电梯限速器装置、振动综合测试系统、邵氏硬度计装置、冲击类设备装置、E2级标准砝码、力值砝码、0.01mg分析天平、标准测力仪、0.3级扭矩标准装置、精密活塞式压力计、弹簧能量校准装置等等高精度标准设备;
高素质的计量工程技术人员对力学*的计量规程、校准规范、工作程序有着深刻的理解和认识,具有丰富的标准积累和工作经验。
力学实验室通过CNAS认可的*校准技术能力可开展上百余项实验设备等。
可提供仪器校准、仪器校正、仪器计量及维修服务的仪器设备种类有:
力值、扭矩、硬度:
材料试验机(200吨以内)、电子式试验机、电动抗折试验机、机械式拉力表、管形测力计、工作用测力仪、液压式张拉机(千斤顶)、扭矩扳子仪、扭矩扳子、各种硬度计(布氏、洛氏、维氏、表面洛氏、显微维氏、里氏、召书氏)、机械式转速表、电子计数式转速表等。
操作人员通过计算机界面设定校准点,并传递至微处理器。微处理器计算选定的电压、电流,控制三相电压源和电流源切换至*量程,同时输出所需的电压、电流至被校检测仪;检测仪产生标准脉冲,输出至校准系统的脉冲采集模块。电能误差计算模块比较检测仪脉冲数和校准系统脉冲数进行电能误差计算,并传递数据值至显示模块进行显示。
2.系统软件设计
系统软件采用基于Android操作系统平台,主要实现三相电流源、三相电压源、谐波叠加和电能测试等控制功能。软件设计流程如图2所示。
衡器(秤):
10吨以下各类秤(数字指示秤、非自动指示秤、模拟指示秤、吊秤、杆秤等);非连续累计自动秤等。
理化计量:
粘度计、密度计、酸度(ph)计、电导率仪、玻璃量器、移液器、溶解氧测定仪、各类分光光度计、色差仪、原子荧光光度计、气相、液相色谱仪、发射离子光谱仪、气质联用仪等。
有效条带宽度不同于测量仪器标称的扇区开角,是指在特定水深条件下测深点误差满足测量规范要求的两个边缘波束之间的夹角,是一个反映多波束测深仪实际性能的实用指标。例如两台标称扇区开角均为120°的多波束测深仪,在同一水深条件下测量,其扇区内的有效水深点个数可能不同,即二者的有效条带宽度不同。条带宽度校准过程如下:通过多维运行控制机构将多波束测深仪换能器基阵发射面正对试验水池长边壁,给多波束测深仪输入标准声速。使用全站仪测量换能器基阵发射面至水池长边壁的水平距离,即标准水深值。
解析多波束测深仪XTF格式数据中的水深数据包,获得波束个数、每条波束的往返旅行时、每条波束相对于中央波束的开角,根据每条波束开角、旅行时和标准声速值,可计算得到每条波束水深值和斜距。
(1)初始化。将微处理器、软件操作系统、硬件等进行初始化。
(2)建立进程,包括建立通信进程、数据处理进程、故障处理进程等。
(3)调用进程,实现软件控制输出。上位机调用通信进程与系统进行通信,或用户通过触摸屏和按键调用相关进程进行量程设置、功能设置、系统设置等,同时调用数据处理进程进行电压电流控制输出,进行电能误差计算、电能测试数据处理等。
(4)保存数据,结果分析。
(5)系统保护。实时监测系统软硬件的运行状态,及时响应报警信号,采取保护措施,并提供可视化信息。
3.电能误差测量原理
系统通过脉冲法实现检测仪电能误差测量,即实测检测仪脉冲数m1与算定脉冲数m0进行对比,得出电能误差γi,其中:
根据两个边缘波束的斜距和换能器基阵的位置,使用全站仪在水池长边反射壁内对两个边缘波束脚印点进行放样,并测量两点与换能器基阵原点连线的夹角,即为标准有效扇区开角。测量两个波束脚印点的水平距离,即有效条带宽度,与标准水深值相除,获得多波束测深仪在该校准深度下测量的有效宽深比。采用seabat8125多波束测深仪作为试验样机,测深校准原理示意图见图3。将多波束测深仪换能器安装于多维运行控制机构升降杆底端的转接法兰上,结合数字倾角仪微调法兰盘上的整平顶丝,使多波束测深仪换能器倾角处于90°±0.05°之间。调节升降杆的回转轴,使换能器基阵中央波束声轴线垂直于试验水池短边壁。
使用经*计量机构或校准的声速剖面仪,测量多波束测深仪换能器所处水层界面的标准声速值,将声速值输入到多波束测深仪。声速剖面仪声速测量*允许误差±0.2m/s,水深测量*允许误差±1%FS。
在试验水池设置岸站控制点,使用高准确度全站仪放样一条垂直于水池短边壁的直线。在直线上选取一点作为测量后视点,全站仪测距*允许误差±(3+2ppm×D)mm,测角*允许误差±2″。
首先使全站仪对准后视点置零,然后对准水池短边壁内一点,进行测距、测角,获得反射壁测点的水平斜距和水平角,根据勾股定理换算该点至控制点的水平距离,即反射面水平距离。
式中:Ni——检测仪低频或高频脉冲数;C0——校准系统高频脉冲常数,imp/kW·h;f——校准系统脉冲频率;U——校准系统输出电压满量程值;I——校准系统输出电流满量程值。
二、技术难点及解决方案
1.充电导线压降消除技术
本系统难点为充电导线压降消除技术。目前,市面上现场检测仪通常采用GB/T 20234.2-2015标准规定的交流充电连接装置,其电流测量和电压测量线路共高端连接,使得校准设备和检测仪之间的充电连接导线存在压降,须设置测试导线的补偿电阻以抑制压降干扰。同时,充电连接线缆压降受线缆长度、环境温度等因素影响,补偿电阻须根据实际条件设置,此方法难以实现检测仪的自动化校准。
针对此情况,本系统设计校准控制电路,如图3所示,以满足电压测量和电流测量的共高端连接和隔离控制,可实现输入电压端UA、UB、UC和输入电流高端IA+、IB+、IC+之间的连接与隔离,完成现场检测仪的“脱钩”校准。
现场检测仪增加交流电压校准端口和控制电路,设计原理如图4所示。TD3610现场测试仪校准装置输出三相电压与三相电流至校准适配器,校准适配器控制电路实现其电流源输出IA+、IB+、IC+和电压源输出UA、UB、UC同高端的连接和隔离,现场检测仪通过内置控制电路实现电压测量端口L1、L2、L3和电流测量电路I1、I2、I3同高端连接和隔离状态的切换。设置校准装置和现场检测仪为隔离状态,电压源通过校准端子连接至现场检测仪的电压校准端口U1、U2、U3,电流源通过充电连接线缆连接至现场检测仪的充电插座L1、L2、L3,可实现校准电压和校准电流的隔离输出与测量,系统可有效消除充电导线压降对校准结果的影响,提升系统校准效率。
实验室地址
东莞部:广东省东莞市道滘镇厚德上梁洲工业区四横路7号
:江苏省苏州市昆山开发区昆嘉路379号
重庆世通:重庆市北碚区万宝大道184号3楼
各分部地址
西安世通:陕西省西安市高陵区融豪工业城中小企业创业示范园第11座
新乡世通:河南省新乡市红旗区互联网大厦606
晋江世通:福建省泉州市晋江市陈埭镇下埭双龙路新消防中队旁恒宇仪器
中山世通:广东省中山市东区起湾道65号亨丰商务中心6楼605室
惠州世通:广东省惠州市惠城区江北云山西路2号帝景国际商务中心B座2007号
常州世通:江苏省常州市武进区万达中心29楼15号
成都世通:四川省成都市龙泉驿区简华侨东路招商·依云上城二期
佛山世通:佛山市顺德大良清晖路新基孵化园四层D16室
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