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电梯限速器校验误差分析

2024-08-06 12 上传者：管理员

摘要：随着电梯数量的不断增加，各类电梯限速器校验设备也持续更新换代，且测试精度越来越高。然而电梯限速器校验过程，存在系统误差与偶然误差，且不可避免。本文通过接触法与非接触法两种校验方法分别进行校验试验，且对其校验的数据进行了标准偏差计算，利用Raida准则对试验数据进行了粗大误差的识别。计算结果表明：两种方法的校验数据均不存在粗大误差，且接触法校验限速器比非接触法更易产生误差，且进给加速度越大产生的校验误差越大。

关键词：
校验
电梯
误差分析
限速器
非接触法
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当前我国在用电梯数量呈现出剧增的态势，其保有量已超1000万台。随着TSG T7001—2023《电梯监督检验和定期检验规则》的施行，电梯监督检验和定期检验规则中规定的项目发生了较大的变化，检验项目比2009版检验规则同比减少了近二分之一，但是对电梯限速器的检验项目与要求却没有减少和降低，由此可见电梯限速器对于电梯安全性能的重要性。自2009版电梯检验规则2号修改单要求检验人员现场确认电梯限速器校验过程以来，市场上电梯限速器校验设备销量明显增加，但是其校验方法主要是接触法校验和非接触法校验两种[1-3]。本文结合某一限速器校验实例，分析了接触法校验过程中产生误差的原因及进给加速度对线速度对校验误差的影响。并力求为校验人员了解误差产生的原因、正确处理校验数据、提高校验精度提供相应的技术支撑。

1、校验实例

限速器产品铭牌标注信息，产品型号：DG-266T，电梯额定速度：2.00m/s，上行电气速度：2.37m/s，下行电气速度：2.37m/s，下行机械速度：2.62m/s，钢丝绳直径6mm，绳轮节圆直径240mm，制造日期：2024年10月12日。

限速器校验仪信息，测量范围：0.50m/s～10.00m/s，可调加速度分度0.02m/s2，校验方法：非接触式/接触式。通过两种不同测试方法分别设置0.02m/s2、0.04m/s2两种驱动装置的进给加速度对上述限速器实际测试结果数据记录如表1、表2，虽然校验数据中存在不合格的个别数据，为保证本文误差分析数据的真实性，未删除不合格数据。

表1非接触式校验结果

表2接触式校验结果

2、校验结果分析

由于限速器出厂后标注于限速器铭牌上的电气速度、机械速度是制造单位通过校验台测试得到的数据，不是限速器的真实电气速度及机械速度。从上述表1和表2可知，非接触式与接触式两种方法校验得出的电气和机械速度都与限速器出厂时标注的速度有一定的误差，为发现、剔除校验过程中产生的粗大误差[4]，分别根据公式（1）、公式（2）和公式（3）计算算术平均值X、剩余误差v和标准偏差σ。非触式与触式校验方法校验数据的X、σ计算结果分别见表3和表4。

表3非触式校验X、σ计算结果

表4接触式校验X、σ计算结果

利用Raida准则进行数据判断，根据公式（4）剔除校验过程中产生的粗大误差，如果某校验数据xi的剩余误差vi(1≤b≤12）值满足公式（4），可以认为xi是含有粗大误差值的坏值，应剔除。

根据公式（4）计算所有校验数据的vi(1≤b≤12)<3σ，记录的校验数据没有粗大误差值的坏值。标准偏差σ反映的是校验数据偏离计算算术平均值X的离散程度，表3和表4中的标准偏差σ表明：设置相同进给加速度情况下，非接触式校验方法的标准偏差σ小于接触式校验方法的标准偏差σ；采用相同校验方法情况下，进给加速度小的标准偏差σ小于进给加速度大的标准偏差σ；整体上，非接触校验方法的标准偏差σ小于接触校验方法的标准偏差σ，进给加速度小的标准偏差σ小于进给加速度大的标准偏差σ[5-6]。

3、误差原因分析

3.1接触式校验方法的标准偏差σ大，是因为采用接触式校验方法时，限速器校验设备的驱动装置（驱动轮）与速度采集装置合二为一，即驱动轮作为限速器校验的设备的驱动装置的同时也同时作为了速度采集单元[7]，限速器校验设备实物图如图1所示；校验过程中通过左侧驱动轮靠近限速器绳轮来带动绳轮转动实现校验过程，同时也采集驱动轮的旋转速度作为限速器最外边缘的转速，系统通过公式（5）计算得出节圆直径处的线速度。

图1限速器校验设备实物图

其中v节为节圆直径处线速度，v轮为限速器绳轮直径处线速度，D节为限速器节圆直径，D轮为限速器绳轮直径。所以接触法校验过程中需要校验人员手持限速器校验装置将驱动轮靠近限速器绳轮，如果靠近的力度较大，可能导致驱动轮不旋转；如果靠近的力度较小，或者接触力度较小，绳轮边缘或者驱动轮有不规则的地方，容易导致驱动轮与限速器绳轮分离的现象，导致限速器绳轮速度与驱动轮速度不一致，这时容易产生校验误差，特别是在电气开关动作或者机械速度动作的瞬间产生驱动轮与绳轮分离，这时将产生较大的校验误差[8]。

3.2进给加速度大的标准偏差σ大，是因为存在一定系统误差；通过与限速器校验仪设计单位沟通得知：该限速器校验仪的测速原理采用计时法进行信号测量脉冲周期，然后通过计算得出校验的速度值，计时法测量原理如图2所示。

图2计时法测量原理

在被测信号周期TX1内对内部时钟信号进行计数，如果TX1内得到的计数值为N1，则被测信号周期为，限速器速度根据公式（6）计算得出。

利用微控制器定时器的捕获功能将计数器计数值锁存于寄存器，每次捕获都触发中断，在中断服务程序中逐一读取寄存器的时间值，通过微控制器计算得出限速器的线速度V值。产生误差的原因：由于计数器只能进行整数计数，在TX1时间内，不一定是标准信号周期的整数倍，因此存在造成±1个标准信号周期的误差，根据的计算公式，可推测出在被测量周期内产生的相对周期误差δT=±1/N1*100%，则联立公式（6）可得出限速器线速度误差δv的计算公式（7）。结合图2中被测信号的的脉冲波形，如果进给加速度越大，显然越小，产生的δv就越大。

4、结论与建议

(1）在电梯限速器校验过程中，应准确采集限速器的信息，并准确的将其采集信息输入至限速器校验装置中；

(2）在相同情况下，使用非接触法校验电梯限速器时比使用接触法校验产生的误差小；

(3）在使用接触法或者非接触法校验电梯限速器时，应尽可能的选择进给加速度小的校验方法；

(4）为了尽量减小限速器校验过程中产生校验误差，使用接触法或者非接触法校验电梯限速器时，不能偏面追求工作效率，如提高校验速度而调大驱动限速器绳轮驱动装置的加速度等。

参考文献:

[1]曾江南.电梯限速器动作速度校验测量误差分析[J].中国电梯,2021,(03):35-37.

[2]何华.高速电梯限速器校验方法分析[J].集成电路应用,2021,38(3):114-115.

[3]杨新洲.电梯限速器常见问题及校验技术创新[J].现代制造技术与装备,2021,301(12):166-168.

[4]童柔嘉,邹嘉祥,张婉,冯双昌,陈杰,张永明.基于视频图像识别的电梯限速器校验方法及其仿真分析[J].中国电梯,2023,(12):27-32.

[5]罗国旭.曳引电梯限速器校验方法研究[J].市场监管与质量技术研究,2022,(02):2-4.

[6]谭凯,徐义.电梯限速器常见问题及校验技术创新[J].工程建设与设计,2020(06):148-149.