【国家标准(GB)】 过程测量和控制装置 通用性能评定方法和程序 第1部分：总则

GB/T18271.1—2000
本标准是根据国际电工委员会IEC61298-1.1995《过程测量和控制装置通用性能评定方法和程第1部分：总则》制定的，在技术内容和编排方式上与该国际标准等同。序
为符合GB/T1《标准化工作导则》系列标准中规定的编写格式和使用方便，本标准在引用标准和附录A中列出了所涉及的国际标准与相应的国家标准之间的关系。在引用标准一章中采用了指定的引导语。
本标准规定的引用标准EC60410：1973国内目前尚未制定相应的国标或行标，其译文出版的归口单位为全国电工电子产品可靠性与维修性标准化技术委员会（CSBTS/TC24)。本标准的附录A是提示的附录。
本标准由国家机械工业局提出。本标准由全国工业过程测量和控制标准化技术委员会归口。本标准由上海工业自动化仪表研究所负责起草。参加起草单位：重庆工业自动化仪表研究所、西安工业自动化仪表研究所、北京机械工业自动化研究所、上海工业自动化仪表股份有限公司、重庆川仪股份有限公司、西仪集团有限责任公司、上海远东仪表厂本标准主要起草人：陈诗恩、邵志勇。参加起草人：周雪莲、罗娟、杨昌馄、梁永和、李毓模、于美梅、陈才龙。免费标准bzxz.net
本标准委托上海工业自动化仪表研究所负责解释。I
GB/T18271.1—2000
IEC前言
iiKAoNhiKAca-
1）EC（国际电工委员会）是一个由各个国家电工委员会（IEC国家委员会）组成的世界性标准化组织。EC的目标是促进国际上对电工电子领域的有关标准化问题进行合作。IEC为了达到此目的，也为厂其他各种活动而出版国际标准。国际标准的制定工作是委托技术委员会进行的，对所制定标准感兴趣的任何一个EC国家委员会都可以参与国际标准的制定工作。与EC有联系的国际组织，政府机构和非官方组织也可以参与标准制定工作。IEC与国际标准化组织(ISO)按照双方达成的协议紧密合作。2）EC有关技术问题的正式决议或协议，是由各技术委员会代表了对这些问题特别关切的所有国家委员会提出的。这些决议和协议尽可能地表达了对所涉及的问题在国际上的一致意见。3）这些决议或协议以标准、技术报告或导则的形式出版，并以推荐标准的形式供国际上使用，并在此意义上为各国家委员会所承认。4）为了促进国际上的统一，IEC各国家委员会承诺在其国家或区域标准中最大限度地采用IEC国际标准。EC标准与相应的国家或区域标准之间，如有不一致之处，应在国家标准或区域标准中明确指出。
国际标准IEC61298-1由IECTC65：“工业过程测量和控制”所属65B分委员会：“装置”制定。本标准的文本以下列文件为依据：国际标准草案
65B/228/DIS
表决报告
65B/217/RVD
有关表决批准本标准的详细情况可参见上表指明的表决报告。IEC61298的总标题为《过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序》，由以下四部分组成：第1部分：总则；
第2部分：参比条件下的试验；
第3部分：影响量影响的试验；
第4部分：评定报告的内容。
附录A仅供参考。
IEC引言
制定本标准的本意并不是用本标准来替代现有的各种性能评定标准，而是打算供IEC各技术委员会或其他标准化组织今后制定过程装置评定标准时作为一个参考文件使用。现有标准在制修定时都要考虑本标准的规定。
今后在制定新的相关标准时应以本通用标准作为依据，如下所述：凡本标准已涉及的试验方法和试验程序，新标准应以引用本标准相关条文的方式加以规定或说明。
一凡本标准未涉及的特定试验方法或试验程序，应尽可能按本标准所述准则加以制定和规定。如果新制定标准在概念上或意义上引入与本标准内容有不一致之处，应注明并说明理由。1
1范围
中华人民共和国国家标准
过程测量和控制装置
通用性能评定方法和程序
第1部分：总则
Process measurement and control devices-General methods and procedures forevaluatingperformancePart 1:General considerationsGB/T18271.1—2000
idt IEC 61298-1:1995
本标准规定了对过程测量和控制装置进行功能和性能特性试验以及编写试验报告的通用方法和程序。
本标准规定的试验方法和程序适用于任何一种试验或任何一类过程测量和控制装置。这此试验适用于任何具有特定的输入输出变量，且输入输出变量之间具有特定关系（传递函数）的过程测量和控制装置，包括模拟装置和数字装置。对于需要做特殊试验项目的装置，应按照本标准并结合对此类特殊试验项目有专门规定的产品标准进行试验。本标准第1部分论述了适用于整套标准的一般原则。2引用标准
下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文，本标准出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。GB3101~3102—1993量和单位（eqvISO31：1992）GB/T17212—1998工业过程测量和控制术语和定义（idtIEC60902：1987）GB/T18271.2—2000过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第2部分：参比条件下的试验(idtIEC61298-2：1995)
0过程测量和控制装置通用性能评定方法和程序第4部分：评定报告的GB/T18271.4—2000
内容(idtIEC61298-4：1995)
EC60410：1973计数检查抽样方案和程序3定义
下列定义适用于本标准，其中标有*号的定义与GB/T17212的定义一致，只是在GB/T17212中另有附加注释。
3.1被试装置DUTdeviceundertestDUT被试验的装置。
3.2变量variable
其值可变且通常可测出的量或状态（例如温度、流量、速度、信号等）。国家质量技术监督局2000-12-11批准2001-08-01实施
3.3信号signal
GB/T18271.1—2000
-iiKAoNniKAca-
其一个或多个参数载有信号所表示的一个或多个变量的信息的物理变量。3.4范围*range
所研究的量的上、下限所限定的数值区间。3.5量程*span
给定范围上、下限值之间的代数差。3.6设定点*set point
代表参比变量的信号。
注：它可以手动设定，也可自动设定或程序设定。3.7不精确度*inaccuracy
在规定的条件下，按规定程序测试一个装置时所观察到的偏离规定特性曲线的最大正偏差和负偏差。
3.8误差*error
被测变量的被测值与真值之间的代数差。注：当被测值大于真值时，误差为正值。误差一般以相应理想量程的百分数表示。3.9最大测量误差maximummeasurederror每一测量点上上行程或下行程平均值的最大正或负误差值。3.10不一致性non-conformity
致性的偏差。
3.11非线性non-linearity
线性度的偏差。
1GB/T17212中有线性度的定义。2不一致性和非线性不包括回差。3.12不重复性non-repeatability见GB/T17212对重复性误差的定义。3.13回差”hysteresis
装置或仪表依据施加输入值的方向顺序给出对应于其输入值的不同输出值的特性。3.14死区*deadband
输入变量的变化不致引起输出变量有任何可察觉变化的有限数值区间。3.15可调性adjustability
调整调节机构造成的输出的最小可能变化。3.16时滞*dead time
从输入变量产生变化的瞬间起，至输出变量开始变化的瞬间为止的时间间隔。见GB/T17212-1998中图1-2。
3.17上升时间*risetime
在阶跃响应中，从由零开始的输出信号达到最终稳态值规定的小百分数（例如10%)的瞬间起，至第一次达到该最终稳态值的规定大百分数（例如90%）的瞬间为止的时间间隔。见GB/T17212一1998中图1-2。
3.18建立时间setting time
从输入信号的阶跃变化起，到由此产生的输出信号的变化偏离其最终稳态值不超过规定允差的瞬间为止的时间间隔。本标准采用的允差为1%。3.19阶跃响应时间stepresponsetime2
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从输入信号的阶跃变化起，到系统的输出变化第一次达到最终稳态值的90%的时间间隔。见GB/T17212—1998中图1-2。
3.20时间常数*timeconstant
由阶跃或脉冲输入引起的一阶线性系统的输出完成总上升或总下降63.2%所需的时间。3.21瞬时过冲*transientovershoot在阶跃响应中，输出变量偏离最终稳态值的最大瞬态偏差，以最终稳态值与初始稳态值之差的百分数表示。
3.22意外事件unexpectedevent
评定期间发生的需要由制造厂修复的装置破损、工作失效、异常或意外损坏。3.23试验程序testprocedure
评定开始之前，由制造厂、试验实验室与买方/用户间商定的有关将要进行的试验和每项试验的条件的说明。
4试验分类
本标准所规定的试验可分成两类：全性能试验：包括性能评定和型式试验，以确定装置在任何可能的工作条件下的性能，并与制造厂所述的装置性能规范或用户的要求相比较。简化试验：包括从全性能试验项目中选择一部分试验项目来检验装置的规定特性（例如，在交货前对所有装置进行的例行试验或对装置作随机抽样试验）。不进行全范围试验的场合，应在与该试验有关的所有报告中注明，并说明理由（例如，经济原因，与特定应用无关或装置失效）。与规定的试验程序不一致之处亦应在试验报告中说明。开始试验之前，根据本标准制定的试验大纲应征得试验机构、试验发起者/买方，与供货方或制造厂之间的同意。由于本标准属于通用性标准这一特性，本标准列出的试验项目对于具有特殊要求的装置而言可能范围过宽，也可能不够全面，在这种情况下，可以协商修改试验大纲。试验结果的合格判据（例如，预期值或限定值）以及判断被试装置的质量和被试装置验收的依据完全取决于今后对试验结果的使用情况，这不在本标准考虑范围之内。5一般准则
5.1实际工作条件
最为理想的是在装置使用中可能遇到的各种工作条件下进行评定。但是，要想在各种可能的组合工作条件下评定装置的性能是不现实的。为此，本标准规定了种标准试验程序，既适合于在实验室条件下进行试验，同时通过一定的努力又能获取足够数据预测装置的现场性能。只要采用少量的标准条件覆盖整个范围就能简化试验过程，更便于在不同装置上进行的试验作相互比较。5.2经济方面
在选择试验程序及试验点测量循环的数量时，应考虑使试验目的和相关试验结果与试验成本和技术难度达到最佳平衡。试验应采用标准试验程序，如果因经济或其他原因而取消或简化了试验，应在试验报告中加以说明。
5.3试验的再现性和试验结果的可比性为了使在不同时间和地点，由不同的操作人员在同一类型的不同装置上进行试验取得的结果具有可比性，必须认真确定试验程序和试验方法，且所确定的试验程序和方法应具有再现性，尤其应满足下列要求。
5.3.1试验方法的标准化
评定开始之前首先应确定试验方法，在可能的情况下所确定的方法应与标准试验方法一致。若与标3
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准试验方法有不一致之处应在试验报告中说明。5.3.2影响因素
iiKAoNhiKAca-
试验期间，应检查所有可能影响被试验装置性能的因素并尽可能使其保持不变（特定被试条件除外)。
5.3.3试验方法的文件化
试验报告应指明评定期间的标准或引用的标准，说明试验条件以及评定期间出现的任何与规定条件不一致之处（评定报告的格式见GB/T18271.4)。5.4试验结果的处理
由于经济方面的原因（见5.2），每一项试验的测量次数经常被减少到最低程度，因而从统计学的角度来看是没有意义的。这样就不能按统计学方法而必须以常规的方法来处理试验结果，从中获取有价值的信息。
因此，鉴于被试装置特性参数（例如，不精确度、回差、重复性、死区等）的一般性质，其应以被测值与约定真值之间的最大（正或负）差值进行计算，某些取平均值的量（例如，测量误差、线性度）作为例外。5.5试验结果不受其他试验的影响应特别注意不使试验结果受先前试验的影响。6试验和样品的一般条件
6.1环境试验条件
试验必须在相关标准推荐的环境试验条件下进行（见表1）。表1
试验的大气条件
标准参比大气
推荐极限值
仲裁测量
（参比大气）
相对湿度
大气压力
86~106
86~106
86~106
试验值应在表1列出的标准参比大气条件下修正。标准参比大气相当于通常由制造厂确定的正常参比工作条件。
湿度无修正系数。如果在推荐的环境条件范围内测量不能令人满意，又不知将参数调整到标准大气条件的修正系数，可以在表1中列出的a或b条件下或者从相关标准中选取相当于制造厂规定的参比工作条件的其他条件下重复测量(仲裁测量）。注：将基本试验条件维持在规定的极限范围内可能需要特殊的设备。6.1.1试验测量的环境条件推荐极限值电磁场：如涉及，要规定数值。试验期间环境温度的允许最大变化速率为1℃/10min，但不得超过3℃/h。6.2供源条件
6.2.1参比值
该值由制造厂规定。
6.2.2允差
除了用户与制造厂商定采用更小的允差，应采用下列允差：a）电源：
额定电压：士1%
一额定频率：土1%；
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谐波失真(交流电源)：小于5%，纹波（直流电源）：小于0.1%。b）气源：
额定压力：士3%；
气源温度：环境温度士2℃
供气湿度：露点至少低于装置本体温度10℃。含油含尘量：
油：小于重量的1×10-
尘：无直径大于3μm尘粒。
c）流体源（供化学分析器和流量计用）：流量为制造厂规定的最大与最小流量的平均值，温度应维持在适当温度的士2℃以内。6.3负载条件
6.3.1额定值
根据制造厂规定的范围内，在被试装置上接一个负载。注：电动变送器通常接一个100Q的负载。6.3.2特定条件
评定时的负载值应为：
a）电动装置
输出信号是电压的装置为制造厂规定的最小值，输出信号是电流的装置为制造厂规定的最大值。b）气动装置
除制造厂另有规定和（或）按有关标准的规定执行外，正常工作时输出连接小型容器的装置（例如，变送器）应该以一根内径4mm，长8m的刚性管子接至20cm2的容器。流量应限制在装置的规定极限范围内。
特殊的装置(例如，定位器)可以要求其他能代表典型工作条件的负载容器。6.4安装位置
按制造厂的安装说明，以一种规定的正常位置安装被试装置，安装允差为士3°以内。在可能的情况下应使用随装置提供的安装支架。装置应盖上所有盖板。
6.5外界振动
装置的安装应能避免装置在试验期间受到外界振动的影响。6.6外界机械制约
除了制造厂推荐的安装件外，不允许有其他外部机械制约存在。电气和管道应采用柔性方式连接。6.7样品的选择
6.7.1准则
在选择被试装置时要考虑5.2提及的准则（经济方面的因素）。对一批装置中的一台样品进行测量的试验，为使测量结果具有良好的近似性并对整批装置都有效，所选择的样品必须是其原始批装置中具有代表性的。抽样方案和选择样品的准则取决于并应符合试验目的和试验的类型。6.7.2选择程序
选择被试装置的方式应由制造厂与买方依据下列相关试验类型协商决定。a）性能评定和型式试验
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一这些试验仅测量一台装置，这台装置可以从生产线上抽取，也可以从制造厂仓库中抽取。一被试装置应该是典型产品，即不能经过特别挑选，也不能在交付前重新校准。b）例行试验
一例行试验要在制造期间或制成后的每一台装置上进行。因此不必考虑选择程序。一通过有关事先协商，可以采用特殊的抽样技术。c）抽样试验
抽样试验是由试验人员随机抽取若干有代表性的装置进行试验。抽样试验建议采用IEC60410所述的抽样方法。
6.8被试装置的交付
装置应在正常包装后连同包装、调试所需的附件以及说明书一起送往试验地。6.9识别和检查
装置送到试验地后应连同包装一起贮存在适合的环境条件下，直到试验大纲付诸实施之前再取出进行调试。
目测装置和外包装在运输过程中是否受到损坏。试验报告应对包装是否适当，以及交付过程中发现的装置缺陷等情况做出评价。
应以被试装置的标志或铭牌作为识别标记。7通用试验程序和有关事项
7.1试验实验室
承担试验的实验室应经过主管基准试验的国家基准管理部门的认可。不可能实现认可的专业试验可以例外，但这种情况应在试验报告中说明。7.2试验准备工作
开始试验之前应商定试验程序和在发生意外事件时所要采取的措施。试验人员首先应阅读装置的说明书，然后根据制造厂的说明书安装和调试装置。对于专用设备，通常可邀请供货方前来调试。如果试验大纲有要求，试验报告应对说明书做出评价。7.3参比测量设备的选择
7.3.1准则
必须选择市场上销售的性能价格比合理、能够正确测量（按精确度和可靠性）被试装置性能的测量仪表。
7.3.2测量系统的不确定度
参比测量系统的额定精确度应高于被试装置的额定精确度。试验用测量系统的不确定度应不超过被试装置规定误差限的1/4。测量系统的不确定度应根据有关标准进行计算，并应列入每一份最终试验报告（见GB/T 18271.4)。
在已知测量系统不确定度的数值和符号的情况下，应修正试验测量结果中由测量系统造成的不确定度。
注：在使用以量程百分数表示规定不精确度的测量仪表时应特别注意。例如，若使用规定不精确度为量程的士0.1%的仪表测量被试装置的输出，而此输出信号仅为参比测量仪表标度的1/3，则所用仪表有效范围内的实际不精确度可达到士0.3%，因而在许多场合下可能是不适用的。7.3.3溯源性
应按国家基准主管部门的要求，对照有相应国家基准可追溯的仪表或程序定期对测量仪表进行校准和检定。
7.4输入变量的质量
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输入变量信号应不含任何可能会显著影响试验结果的无关噪声。在不能消除噪声和(或)振动的情况下，应设法将其影响减少到最低程度。例如，在流量试验中，为使测量结果具有可靠的精确度和重复性，每一种流量就可能需要测量数次。7.5轻敲
只有在试验大纲有要求时才能轻敲或振动被试装置。试验大纲可要求有轻敲与不轻敲被试装置的试验以确定其影响。
7.6校验交付前所做的校准
除装置交付前未作校准而需由用户自行校准外，在装置送达试验地时，试验人员应校验装置的输入一输出特性（只需进行一个测量循环）。此后若不发生异常情况，不得改变校准值（见7.7)。7.7试验顺序
每一组试验前都必需校验被试装置的校准值，并列入试验报告。应设计好试验的顺序，将可能对被试装置的性能产生不可逆转影响的试验以及可能具有破坏性的试验（例如，振动、加速寿命、过范围或过电压等试验）放在最后进行。如果出现意外情况，与供货方和用户协商后，可重新校准被试装置再继续进行试验（见5.5）。7.8每一组测量的中断和持续时间为避免由于被试装置的不稳定性造成的中、长期影响或者由于环境条件发生明显变化带来的影响，每一组测量都必须在最短的合理时间内完成，不得中断（见5.3.2)。7.9试验期间的异常情况和故障
7.9.1概述
试验期间，如果被试装置发生意外事件、性能异常或故障，试验人员应在试验报告中做出记录，并写明有关原因及所采取的措施。
7.9.2程序
对于性能评定和型式试验，试验人员若有能力可以按照说明书自行修理装置，也可请制造厂处理。如果修理后装置还存在其他异常情况或故障，则必须同制造厂和用户协商后才能采取相应措施。计划的试验应中断，只有未受异常情况影响的试验结果才有效。对于例行试验和抽样试验，出故障的装置应在修理后继续接受试验，或者根据有关此类试验的商定程序加以剔除（见7.2)。
7.10试验的重新开始
试验中断后，必须根据试验准则和所发生故障或异常的具体情况考虑试验是继续进行还是重新开始。
在排除故障修复后重新开始评定的情况下，从头开始重新测量较为可取，因为在故障发生之前，原先所进行的测量可能已经受到逐步形成的故障的影响。如果异常情况或故障是由于对被试装置处置不当引起的，就不应将原先的测量结果列入试验报告。7.11调整器的设定
被试装置上所有滤波器或阻尼调整器虽不属于试验对象但可能影响试验的进程，因此，应根据试验大纲或制造厂使用说明书的规定加以设定，或将可能产生的影响降至最低程度。关于特定试验中上述调整器的设定见GB/T18271.2所述。7.12预调
7.12.1准则
被试装置应经过预调，使其运行足够长一段时间后温度达到稳定状态。注：该段时间为被试装置的质量与散失能量的函数。7.12.2程序
对被试装置接通电源，给予足够时间使其工作温度达到稳定。试验大纲若对此时间的长短未提出任7
GB/T18271.1—2000
何建议，则应根据上述准则加以确定，但不能短于30min。还应让被试装置的相关测试设备的温度稳定。7.13范围下限值和量程的校准调整iiKAoNhiKAca-
如果提供的装置未经校准，但装置上装有校准调整器（例如，范围下限值和量程调整机构），应在试验开始之前根据制造厂使用说明书加以设定，以后只有在校准值显著偏离制造厂技术规范时才重做调整。调整情况应在评定报告中说明。7.14工作条件和设定值的恒定
除了开展特定试验的工作条件需要改变外，其他工作条件和设定值均应保持参比条件。7.15输入/输出变量的关系
7.15.1准则
为输入变量或输出变量（选其中不确定度较高的种变量）指定预定值，同时测量另一变量的对应值，以此确定输入/输出的关系。装置的输出信号可以包含由数字显示也可由模拟显示的指示。注：应给较难测量或设定（即不确定度较高)的变量指定预定值。7.15.2程序
通常，确定输入/输出关系的方法是在输入变量范围内为其指定预定值，然后测量对应的输出信号。如果预定值难以设定（例如，被试装置为流量变送器或化学分析器的情况下），可以用接近预定值的数值进行几个循环测量，然后通过计算修正成预定值。对于指示仪、记录仪等一些装置，另一种更为方便的方法是调整输入值以得到理想输出值，然后记录输入变量的数值。数据的符号很重要。增益可调的装置（例如，控制器）采用这种方法也很方便。注：在测量有校准限值（例如，在输入或输出的0%和100%)的装置时，为避免预定性能极限的影响，测量应在校准限值范围内的点上（例如，在量程的5%和95%)进行。7.16误差评估
输入变量由规定的输入/输出关系确定，误差应该表示为对输入/输出关系的偏离。例如，“温度变送器”的输出相对于输入电压可以是线性的，也可以引入一个网络使输出相对于温度线性化。在确定第一种情况下的误差时，输入/输出关系应该是电压对输出的关系，在第二种情况下，应该是温度对输出的关系。尽管试验程序可以是相同的，但测量误差的评估方法不同。7.17计量符号和单位
与试验有关的切数据都应以GB3101～3102系列标准规定的国际单位制(SI)计量符号和单位表示。
7.18试验报告和试验文件
试验结束后，应根据GB/T18271.4的规定编写完整的评定试验报告。试验报告颁发后，试验实验室应保存与试验期间所进行的测量有关的所有原始文件至少两年。8
GB/T18271.1—2000
附录A
(提示的附录）
参考文献
GB/T2423.1—1989
电工电子产品基本环境试验规程试验A：低温试验方法(eqvIEC60068-2-1:1974)
GB/T2423.2—1989
电工电子产品基本环境试验规程试验B：高温试验方法(eqvIEC60068-2-2:1974)
GB/T2423.7—1995
电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Ec和导则：倾跌与翻倒（主要用于设备型样品）（idtIEC60068-2-31：1982）GB/T2423.10一1995电工电子产品环境试验第二部分：试验方法试验Fc和导则：振动（正弦）(idtIEC60068-2-6:1982)
7电工电子产品基本环境试验规程试验N：温度变化试验方法GB/T2423.22—1987
(eqvIEC60068-2-14:1984)
GB/T17626.2—1998
电磁兼容试验和测量技术静电放电抗扰度试验(idtIEC61000-4-2:1995)
GB/T17626.3—1998电磁兼容试验和测量技术射频电磁场辐射抗扰度试验(idtIEC61000-4-3.1995)
GB/T17626.4—1998
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GB/T17214.1—1998工业过程测量和控制装置工作条件第1部分：气候条件
(idtIEC60654-1:1993)
IEC60654-2:1993
IEC60654-3:1983
工业过程测量和控制装置工作条件第2部分：动力工业过程测量和控制装置
工作条件第3部分：机械影响
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