電工儀器儀表行業(yè)是一個充分競爭的行業(yè)，市場化程度較高，行業(yè)內企業(yè)數(shù)量眾多。此外，電工儀器儀表行業(yè)包括電能計量產品、標準與校驗裝置等十多個細分行業(yè)。這些細分行業(yè)在技術、工藝、市場等方面存在一定差異，也有很多相似之處。因此，各企業(yè)既在自己擅長的細分行業(yè)內展開充分的競爭，又會憑借已有技術和市場基礎不斷嘗試進入電工儀器儀表其他細分行業(yè)進行競爭。 　　前瞻數(shù)據庫顯示，2017年12月中國電工儀器儀表產量為2295.8萬臺，同比增長19%；2017年1-12月止累計中國電工儀器儀表產量為22378.4萬臺，同比下降5.6%。 　　電能表標準與校驗裝置的國產化率很高，但萬分之一級、十萬分之五級的超高準確度標準表和省級以上的關口電表等少數(shù)關鍵設備仍然依賴進口。國際知名高準確度標準表生產廠商有德國EMH公司、ZERA公司和美國RADIAN公司。這些公司擁有世界 進的高準確度標準表技術，在高準確度標準表市場居于領先地位。但總體來看，在我國電能表標準與校驗裝置市場，國產裝置占據 市場優(yōu)勢。 　　隨著省級計量中心建設的逐步推進以及電能表檢定向自動化檢定為主轉變，我國電能表標準與校驗裝置市場集中度大幅提高。根據電工儀器儀表行業(yè)分會統(tǒng)計數(shù)據，2008-2015年國內電能表標準與校驗裝置行業(yè)前五名企業(yè)收入占比由60.61%上升至88.75%，前三名企業(yè)收入占比由42.34%上升至69.16%。 zyclxmzsw

　　圖1中的電路專為使用 ADT7320同時測量3個K型熱電偶而設計，該器件是一款±0.25°C精度、16位數(shù)字SPI溫度傳感器。zyclxmzsw 　　熱電偶電壓測量 　　采用熱電偶連接器和濾波器作為熱電偶與AD7793 ADC之間的接口。每個連接器（J1、J2和J3）都直接與一組差分ADC輸入相連。AD7793輸入端的濾波器可在信號到達ADC的AIN （+）和AIN（?）輸入端之前降低任何熱電偶引腳上疊加的噪聲。AD7793集成片內多路復用器、緩沖器和儀表放大器，可放大來自熱電偶測量結點的小電壓信號。 　　冷結測量 　　ADT7320精密16位數(shù)字溫度傳感器用于測量基準結（冷結） 溫度，其精度在?20°C至+105°C溫度范圍內可達±0.25°C。 ADT7320完全經過工廠校準，用戶無需自行校準。它內置一個帶隙溫度基準源、一個溫度傳感器和一個16位Σ-Δ型 ADC， 用來測量溫度并進行數(shù)字轉換， 分辨率為 0.0078°C。 　　AD7793和ADT7320均利用系統(tǒng)演示平臺 （EVAL-SDP-CB1Z）由SPI接口控制。此外，這兩個器件也可由微控制器控制。 　　圖2. EVAL-CN0172-SDPZ電路評估板 　　圖2顯示帶有3個K型熱電偶連接器的EVAL-CN0172-SDPZ 電路評估板，AD7793 ADC， 和ADT7320溫度傳感器安裝在獨立柔性印刷電路板（PCB）的兩塊銅觸點之間，用于基準溫度測量。 　　圖3是安裝在獨立柔性PCB上ADT7320 的側視圖，該器件插在熱電偶連接器的兩個銅觸點之間。圖3中的柔性PCB更薄更靈活，比小型FR4類PCB更具優(yōu)勢。它允許將ADT7320巧妙地安裝在熱電偶連接器的銅觸點之間，以盡量降低基準結和ADT7320之間的溫度梯度。 　　圖3. 安裝在柔性PCB上ADT7320的側視圖 　　小而薄的柔性PCB還能使ADT7320快速響應基準結的溫度變化。 圖4顯示ADT7320的典型熱響應時間。 　　圖4.ADT7320典型熱響應時間 　　本解決方案較為靈活，允許使用其它類型的熱電偶，如J型或T型。本電路筆記中，選擇K型是考慮到其更受歡迎。實際選用的熱電偶具有裸露 。測量結位于探頭壁（probe wall）之外，暴露在目標介質中。 　　采用裸露 的優(yōu)勢在于，它能提供 的熱傳導率、具有快的響應時間，并且成本低、重量輕。不足之處是容易受到機械損壞和腐蝕的影響。因此，不適合用于惡劣環(huán)境。但在需要快速響應時間的場合下，裸露 是 選擇。若在工業(yè)環(huán)境中使用裸露 ，則可能需對信號鏈進行電氣隔離?？墒褂脭?shù)字隔離器達到這一目的 （見 　　不同于傳統(tǒng)的熱敏電阻或電阻式溫度檢測器（RTD）， ADT7320是一款完全即插即用型解決方案，無需在電路板裝配后進行多點校準，也不會因校準系數(shù)或線性化程序而消耗處理器或內存資源。它在3.3 V電源下工作時的典型功耗僅為700μW，避免了會降低傳統(tǒng)電阻式傳感器解決方案精度的自發(fā)熱問題。 　　精密溫度測量指南 　　下列指南可確保ADT7320地測量基準結溫度。 　　電源： 如果ADT7320 從開關電源供電，可能產生50 kHz以上的噪聲，從而影響溫度精度。為了防止此缺陷，應在電源和VDD. 之間使用RC濾波器。所用元件值應仔細考慮，確保電源噪聲峰值小于1 mV 　　去耦： ADT7320必須在盡可能靠近 VDD 的地方安裝去耦電容，以確保溫度測量的精度。使用諸如0.1μF高頻陶瓷類型的去耦電容。此外，還應使用一個低頻去耦電容與高頻陶瓷電容并聯(lián)，如10μF 至 50 μF 鉭電容。 　　 熱傳導： 塑料封裝和背面的裸露焊盤（GND）是基準結至ADT7320的主要熱傳導路徑。由于銅觸點與ADC輸入相連，本應用中無法連接背面的焊盤，因為這樣做會影響 ADC輸入的偏置。 　　精密電壓測量指南 　　下列指南可確保AD7793地測量熱電偶測量結電壓。 　　去耦：AD7793必須在盡可能靠近AVDD 和 DVDD 的地方安裝去耦電容，以確保電壓測量的精度。應將0.1 μF陶瓷電容與 10 μF鉭電容并聯(lián)，將AVDD去耦到GND。此外，應將0.1 μF 陶瓷電容與10 μF鉭電容并聯(lián)，將DVDD去耦到GND。 更多有關接地、布局和去耦技巧的討論，請參考Tutorial MT-031 和 Tutorial MT-101 　　濾波：AD7793的差分輸入用于熱電偶線路上的大部分共模噪聲。例如，將組成差分低通濾波器的R1、R2和C3放置在AD7793的前端，可熱電偶引腳上可能存在的疊加噪聲。C1和C2電容提供額外的共模濾波。由于輸入ADC 的AIN（+）和AIN（?）均為模擬差分輸入，因此，模擬調制器中的多數(shù)電壓均為共模電壓。AD7793的出色共模抑制（100 dB小值）進一步了這些輸入信號中的共模噪聲。 　　本方案解決的其它難題 　　下文總結了本解決方案是如何解決前文提到的其它熱電偶相關難題。 　　熱電偶電壓放大：熱電偶輸出電壓隨溫度的變化幅度只有每度幾μV。本例中所用的常見K型熱電偶變化幅度為41μV/°C。這種微弱的信號在ADC轉換前需要較高的增益級。 AD7793內部可編程增益放大器（PGA）能夠提供的 增益為128。本解決方案中的增益為16，允許AD7793通過內部基準電壓源運行內部滿量程校準功能。 　　熱電偶的非線性校正：AD7793在寬溫度范圍（–40°C至 +105°C）內具有出色的線性度，不需要用戶校正或校準。為了確定實際熱電偶溫度，必須使用美國 標準技術研究院（NIST）所提供的公式將參考溫度測量值轉換成等效熱電電壓。此電壓與AD7793測量的熱電偶電壓相加，然后再次使用NIST公式將兩者之和再轉換回熱電偶溫度。另一種方法涉及查找表的使用。然而，若要獲得同樣的精度，查找表的大小可能有較大不同，這就需要主機控制器為其分配額外的存儲資源。所有處理均通過EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。EVAL-SDP-CB1Z以軟件方式完成。 　　欲查看完整原理圖和EVAL-CN0172-SDPZ的布局，請參見 CN-0172設計支持包： 　　常見變化 　　對于精度要求較低的應用，可用 AD7792 16位Σ-Δ 型ADC 替代 AD7793 24位Σ-Δ 型ADC對于基準溫度測量，可用 ±0.5°C精度的 ADT7310 數(shù)字溫度傳感器替代±0.25°C精度的 ADT7320. AD7792和ADT7310均集成SPI接口。

　　2018年10月21日， 核電儀器儀表產業(yè)計量測試聯(lián)盟成立儀式暨核電儀器儀表計量測試技術研討會在上海舉行。中國工程院葉奇蓁院士、 市場監(jiān)督管理總局計量司張益群副司長、上海市經濟和信息化委員會韋平副主任、上海市質量技術監(jiān)督局陶永華副局長以及 核局、上海市核電辦公室、中國計量測試學會和上海市計量測試技術研究院負責人出席會議，共同見證聯(lián)盟成立并為聯(lián)盟揭牌。 　　張益群副司長代表 市場監(jiān)督管理總局計量司，對 核電儀器儀表產業(yè)計量測試聯(lián)盟的成立表示熱烈的祝賀。他強調，產業(yè)計量測試聯(lián)盟是建設 產業(yè)計量測試服務體系的重要載體，是服務產業(yè)創(chuàng)新發(fā)展的重要平臺。核電儀器儀表聯(lián)盟要形成服務核電儀器儀表產業(yè)發(fā)展的強大合力，提高企業(yè)在創(chuàng)新發(fā)展中的主體作用和創(chuàng)新投入強度，探索建立開放包容、優(yōu)勢互補、互惠互利、合作共贏的可持續(xù)合作模式，加大計量科技成果轉化應用，加強學術交流和人才培養(yǎng)。他期待， 核電儀器儀表產業(yè)計量測試聯(lián)盟能集眾智、匯眾力，敢于擔當、勇于創(chuàng)新，以持之以恒、鍥而不舍的精神，為加快我國核電裝備的國產化、促進核電儀器儀表產業(yè)升級、服務“一帶一路”倡議做出貢獻。 　　韋平副主任指出，在當前國際形勢風云變幻的大背景下，核電關鍵儀器儀表國產化工作更加任重道遠、意義重大。聯(lián)盟集聚了包括企業(yè)、科研院所、高校等產業(yè)鏈在內的各方優(yōu)勢資源，發(fā)揮了各功能主體的創(chuàng)新疊加效應，在解決產業(yè)關鍵共性問題等方面形成了較好的技術基礎。上海市經濟與信息化委員會、上海市核電辦公室將繼續(xù)大力支持 核電儀器儀表產業(yè)計量測試聯(lián)盟的工作，希望聯(lián)盟未來成為服務政府和行業(yè)各單位的紐帶，以及促進行業(yè)持續(xù)發(fā)展的“助推器”，共同為建設天藍、地綠、水凈、宜居、、美麗的家園貢獻力量! 　　陶永華副局長表示，上海一直都秉承服務產業(yè)發(fā)展的理念，努力建設卓越的全球城市，加快推進上?！拔鍌€中心”建設，積極打響 　　“四大品牌”。上海市質量技術監(jiān)督局發(fā)揮產業(yè)計量服務質量的基礎支撐作用，支持 產業(yè)計量測試中心建設。他希望，聯(lián)盟能圍繞急需解決的測量測試瓶頸問題實現(xiàn)國產核電儀器儀表可測量、可計量領域的突破;發(fā)揮聯(lián)盟平臺極強的產業(yè)關聯(lián)效應和技術外溢效應，服務全產業(yè)鏈質量和創(chuàng)新發(fā)展;以創(chuàng)新驅動為導向，引領構建現(xiàn)代先進測量體系，為我國核電儀器儀表產業(yè)發(fā)展提供有效的計量保障。 　　上海市計量測試技術研究院邵力院長致歡迎詞并表示，在 市場監(jiān)督管理總局的關心和支持下，在上海市質量技術監(jiān)督局的指導幫助下，上海市計量測試技術研究院按照“三全一前”的建設理念全力推進 核電儀器儀表產業(yè)計量測試中心的建設。即將成立的 核電儀器儀表產業(yè)計量測試聯(lián)盟將通過技術能力合作共同開展科研項目攻關、參與相關技術標準和規(guī)范的制定等形式為核電儀表產業(yè)計量科技發(fā)展提供技術支持，為產業(yè)發(fā)展的質量和在國際市場的競爭力貢獻一份力量。 　　為進一步技術能力、實現(xiàn)核電儀器儀表關鍵技術有所突破， 核電儀器儀表產業(yè)計量測試中心特聘請以葉奇蓁院士為主任委員的17位專家組成專家委員會，指導聯(lián)盟開展關鍵領域、關鍵參數(shù)的測量技術研究。會上為專家頒發(fā)了聘書，并為首批38家聯(lián)盟單位授牌。 　　會議期間還進行了核電儀器儀表計量測試技術研討，葉奇蓁院士作“中國核電與核電儀控”特邀報告，李波博士作“區(qū)塊鏈+未來”專題報告。 　　中核核電運行管理有限公司劉崇都副總經理、中核集團三門核電有限公司范福平副總經理也在大會發(fā)言，他們認為計量測試技術是保證核電站運行的技術基礎，將積極參與聯(lián)盟各項合作工作，發(fā)揮核電運行企業(yè)優(yōu)勢資源，為推動核電儀表國產化、促進核電儀器儀表產業(yè)升級做出積極貢獻。 　　來自生態(tài)環(huán)境部核與輻射中心、中國標準化研究院、中國原子能科學研究院、中國科學院上海應用物理研究所、中核核電運行管理有限公司、中核集團三門核電有限公司、中國航空工業(yè)集團、上海交通大學、復旦大學、同濟大學、東華理工大學、上海核工程研究設計院有限公司、國核工程有限公司、上海發(fā)電設備成套設計研究院有限責任公司、北京廣利核系統(tǒng)工程有限公司、上海材料研究所、上海國纜檢測中心有限公司、上海自動化儀表有限公司、重慶川儀自動化股份有限公司等全國核電儀器儀表行業(yè)的專家和聯(lián)盟單位代表共計100余人參加會議。 zyclxmzsw