YOKOGAWA VC401-10
一、概述
YOKOGAWA VC401-10 是便携式工业级电压 / 电流信号校验仪，核心定位为 “过程控制设备的信号校准与故障排查中枢”。其核心价值在于融合横河高精度信号处理技术与便携设计，为工业现场的传感器（如压力、温度变送器）、执行器（如阀门定位器）、控制器（如 PLC/DCS 模块）提供 “标准信号输出 + 现场信号测量 + 故障模拟” 的一体化解决方案。
相比普通校验仪，它更聚焦 “工业场景实用性”—— 支持 4-20mA 电流、0-10V 电压等主流过程信号，兼具 ±0.01% FS 的高精度与 IP54 防尘防水等级，可在车间粉尘、潮湿等复杂环境下便携使用（重量≤1.5kg），帮助运维人员快速完成设备校准、信号故障定位，确保过程控制回路的信号准确性，是工业自动化系统 “预防性维护” 与 “故障抢修” 的关键工具。
该校验仪兼容横河 DCS（如 CENTUM VP）及第三方控制系统，支持电池 / 外接电源双供电，兼顾实验室校准与现场抢修需求，广泛应用于石油化工、电力、冶金等行业的过程控制维护场景。
二、技术参数
（一）性能参数
参数类别 | 具体规格 |
基础功能定位 | 电压 / 电流信号校验仪，支持标准信号输出、现场信号测量、信号故障模拟 |
输出信号类型 | 电流输出：4-20mA DC（可微调至 0-24mA），负载能力≤750Ω；电压输出：0-10V DC（可微调至 - 1-11V），输出阻抗≤1Ω；脉冲输出：0-10kHz 方波脉冲（占空比 50%），幅值 5V DC |
测量信号类型 | 电流测量：0-24mA DC（分辨率 1μA），精度 ±0.01% FS；电压测量：0-10V DC（分辨率 1mV），精度 ±0.01% FS；电阻测量：0-300Ω（适配 PT100 热电阻校准），精度 ±0.02% FS |
校准与修正 | 支持用户自定义校准点（最多 10 个），内置温度补偿功能（0-50℃自动修正精度）；具备信号微调功能（如 4mA 输出微调至 3.998mA，补偿线缆损耗） |
辅助功能 | 信号保持：测量时可锁定当前数值，便于记录；故障模拟：可输出固定偏差信号（如 20mA 输出至 18mA，模拟传感器故障）；背光显示：LCD 背光屏，支持昏暗环境下操作（续航≥8 小时） |
（二）环境与可靠性参数
参数类别 | 具体规格 |
环境适应性 | 工作温度：0℃-50℃（无降额运行，适配车间常温环境）；存储温度：-20℃-60℃；相对湿度：10%-90% RH（无凝露，符合 IEC 60068-2-3）；防护等级：IP54（防尘、防溅水，现场使用无需额外防护） |
供电参数 | 供电方式：内置锂电池（7.4V/2600mAh，满电输出续航≥10 小时）、外接 DC 电源（9-12V）；充电时间：≤4 小时（专用充电器）；低电量保护：电量≤10% 时自动提示，避免突然关机导致数据丢失 |
可靠性指标 | 测量精度稳定性：±0.005% FS / 年（正常校准周期内）；平均无故障时间（MTBF）≥50,000 小时；校准周期：推荐 12 个月（符合 ISO 9001 质量管理要求） |
（三）物理与便携参数
参数类别 | 具体规格 |
尺寸与重量 | 尺寸：180mm（长）×100mm（宽）×55mm（厚）（掌心大小，便于单手持握）；重量：≤1.5kg（含锂电池，携带无负担） |
操作与显示 | 操作面板：硅胶按键（防误触，寿命≥100 万次按压），功能分区明确（输出 / 测量 / 设置）；显示屏：2.8 英寸 LCD 背光屏，显示分辨率 320×240，支持数值、单位、电池状态同时显示 |
接口配置 | 信号接口：4 个香蕉头端子（区分 “电流输出 / 测量”“电压输出 / 测量”“电阻测量”），防反接设计；充电接口：Type-C 接口（兼容通用充电器）；数据接口：可选配 USB 接口（用于导出校准记录） |
三、功能特点
（一）高精度信号输出与测量，保障校准准确性
- 双模式信号处理：既能输出 4-20mA/0-10V 标准信号（校准变送器 / 控制器），又能测量现场设备的实际输出信号（验证精度），无需额外搭配其他工具，一站式完成 “校准 - 验证” 流程；
- 超高精度与稳定性：±0.01% FS 的测量 / 输出精度，配合 0-50℃温度自动补偿，即使现场温度波动（如车间夏季 35℃、冬季 10℃），也能确保校准误差≤0.02%，满足石油化工等高精度控制场景需求；
- 自定义校准点：支持用户设置 10 个常用校准点（如 4mA、8mA、12mA、16mA、20mA），一键切换输出，避免反复手动调节，提升校准效率（如批量校准 10 台压力变送器，时间缩短 50%）。
（二）便携与耐用设计，适配现场复杂环境
- 轻量化与 IP54 防护：1.5kg 重量可单手持握，IP54 防尘防溅水设计（可抵御车间粉尘、少量溅水），无需携带笨重的防护箱，适合爬梯、狭小空间（如反应釜旁）的现场校准；
- 长续航与双供电：锂电池满电续航≥10 小时（连续输出 4-20mA 信号），搭配外接 DC 电源（9-12V），可满足全天现场维护需求；低电量提示功能避免突然关机，保护校准过程不中断；
- 防误触与清晰显示：硅胶按键按压力度适中（50±10g），避免现场颠簸导致的误操作；LCD 背光屏在昏暗环境（如配电室、地下室）清晰可见，数值辨识度高（字体大小 8mm）。
（三）故障模拟与辅助功能，简化排查流程
- 信号故障模拟：可手动输出偏差信号（如将 20mA 标准信号调至 18mA），模拟传感器老化、线缆损耗等故障，帮助运维人员快速定位回路问题（如判断是传感器故障还是 DCS 模块故障）；
- 电阻测量适配热电阻：内置 0-300Ω 电阻测量功能，可直接校准 PT100 热电阻（如测量热电阻实际阻值，验证温度 - 电阻转换精度），无需额外携带电阻测试仪；
- 数据保持与记录：测量时按 “Hold” 键锁定当前数值，便于现场记录（无需纸笔快速记录）；可选配 USB 接口导出校准记录（含时间戳、设备编号），符合质量管理体系的追溯要求。
（四）兼容性与易用性，降低使用门槛
- 全场景设备适配：兼容横河 CENTUM VP DCS、西门子 S7-1200 PLC、罗斯蒙特变送器等主流工业设备，信号接口标准化（香蕉头端子），无需专用适配器；
- 傻瓜式操作逻辑：功能分区明确（“输出” 键切换信号类型、“测量” 键启动检测、“设置” 键调整参数），新手上手时间≤10 分钟（如校准压力变送器：开机→选择 “4-20mA 输出”→设置校准点→连接变送器→记录测量值）；
- 低维护成本：校准周期长达 12 个月，硅胶按键、金属外壳耐用性强（外壳抗摔等级 1.2 米跌落），长期使用无需频繁更换配件，降低维护成本。
四、应用领域
（一）石油化工：压力变送器校准
应用场景
石油炼制车间需校准 20 台罗斯蒙特 3051 压力变送器（输出 4-20mA 信号，对应 0-10MPa 压力），要求校准误差≤0.02% FS，现场环境为常减压装置区（粉尘较多，温度 25℃-35℃），需便携工具完成现场校准，避免拆卸变送器运输至实验室。
仪器功能实现
- 标准信号输出校准：将 VC401-10 设为 “4-20mA 输出模式”，设置校准点（4mA→0MPa、8mA→2MPa、12mA→5MPa、16mA→8MPa、20mA→10MPa），通过信号线连接变送器信号输入端，观察变送器显示的压力值是否与校准点匹配，偏差超限时微调变送器零点 / 量程；
- 现场信号测量验证：校准完成后，切换至 “4-20mA 测量模式”，连接变送器信号输出端，测量实际输出电流（如压力 10MPa 时，输出应为 20±0.002mA），验证校准效果；
- 环境适应与便携：IP54 防护抵御装置区粉尘，1.5kg 重量便于携带至装置平台（爬梯操作），锂电池续航支持连续校准 20 台设备（约 4 小时），无需外接电源。
（二）电力行业：DCS 模拟量输入模块校验
应用场景
火力发电厂需校验 S7-1500 PLC 的模拟量输入模块（AI 模块，接收 4-20mA 信号，对应锅炉水位 0-10m），要求验证模块测量精度（误差≤0.05%），排查是否因模块漂移导致水位显示偏差，现场环境为锅炉控制室（温度 20℃-28℃，无粉尘）。
仪器功能实现
- 信号输出与模块校验：VC401-10 输出 4mA、12mA、20mA 标准电流信号，接入 PLC 的 AI 模块输入通道，通过 PLC 编程软件查看模块采集的数值（应分别对应 0m、5m、10m），计算误差（如 20mA 输入时，模块显示 9.995m，误差 0.05%，符合要求）；
- 故障模拟定位：若模块采集值偏差较大，输出 18mA 信号（模拟传感器故障），观察 PLC 是否触发告警（如 “水位传感器信号异常”），验证模块故障诊断功能；
- 数据记录与追溯：通过 USB 接口导出校准记录（含时间、模块编号、校准值、测量值），存档至电厂质量管理系统，符合电力行业 “两票三制” 要求。
（三）冶金行业：阀门定位器调试
应用场景
钢铁厂冷轧车间需调试 10 台费希尔阀门定位器（接收 4-20mA 信号，控制阀门开度 0-100%），要求阀门开度与信号线性误差≤1%，现场环境为轧机旁（振动较小，温度 30℃-40℃，有少量油雾）。
仪器功能实现
- 线性信号输出调试：VC401-10 输出 4mA（0% 开度）、8mA（20%）、12mA（50%）、16mA（80%）、20mA（100%）信号，连接定位器信号输入端，用开度仪测量阀门实际开度，偏差超限时（如 20mA 时开度 98%），通过定位器按键微调，直至线性误差≤1%；
- 信号损耗补偿：因定位器与控制室距离较远（约 50 米），线缆存在压降，测量定位器输入端实际电流（如控制室输出 20mA，定位器端仅 19.8mA），用 VC401-10 的 “微调功能” 将输出调至 20.2mA，补偿线缆损耗，确保定位器接收标准信号；
- 防护与耐用：IP54 防护抵御油雾与粉尘，金属外壳抗轻微碰撞（现场工具误碰），确保调试过程不中断。
五、操作指南
（一）基础操作流程
1. 准备工作
- 设备与工具：确认 VC401-10 电量≥50%（开机查看电池图标），准备信号线缆（2 芯屏蔽线）、螺丝刀（拆卸变送器接线端子）、校准记录表格；
- 安全检查：确保变送器已断电（或处于 “校准模式”，避免影响生产），现场无易燃易爆气体（石油化工场景需确认），佩戴绝缘手套（高压环境）。
2. 信号输出校准
- 开机与模式选择：长按电源键 3 秒开机，按 “输出” 键切换至 “电流输出模式”（屏幕显示 “4-20mA OUT”）；
- 设置校准点：按 “△/▽” 键调整输出电流至 4mA（对应变送器量程下限，如 0MPa），按 “确认” 键锁定输出；
- 连接与调试：将 VC401-10 的 “电流输出端子” 通过信号线缆连接变送器 “信号输入端子”，观察变送器显示的压力值（应接近 0MPa），若偏差较大（如显示 0.02MPa），用螺丝刀微调变送器 “零点” 电位器，直至显示 0±0.002MPa；
- 多校准点验证：依次调整 VC401-10 输出至 8mA、12mA、16mA、20mA（对应 2MPa、5MPa、8MPa、10MPa），分别微调变送器 “量程” 电位器，确保各点误差≤0.02% FS。
3. 信号测量验证
- 模式切换：断开 VC401-10 与变送器的连接，按 “测量” 键切换至 “电流测量模式”（屏幕显示 “4-20mA IN”）；
- 测量实际输出：将 VC401-10 的 “电流测量端子” 连接变送器 “信号输出端子”，给变送器施加标准压力（如用压力泵施加 10MPa），观察 VC401-10 显示的电流值（应接近 20mA），记录测量值（如 20.001mA），计算误差（0.005%），确认校准合格。
4. 关机与记录
- 按电源键 3 秒关机，整理信号线缆与工具，填写校准记录（含设备编号、校准时间、各点误差、校准人）；
- 若需追溯，通过 USB 接口连接电脑，导出校准数据（CSV 格式），存档至设备管理系统。
（二）日常维护与校准
1. 仪器日常维护
- 清洁保养：用干布擦拭外壳（避免酒精等腐蚀性液体），清理端子接口的粉尘（可用压缩空气吹除），避免信号接触不良；
- 电池维护：锂电池每月至少充放电 1 次（满电后放电至 10% 再充电），延长电池寿命（正常使用寿命≥3 年）；长期不用时（＞1 个月），充电至 50% 后存放（避免过放）；
- 状态检查：每周开机检查精度（如输出 4mA，测量值应在 4±0.0004mA 范围内），超差时及时送校（联系横河授权服务中心）。
2. 仪器校准（推荐 12 个月一次）
- 校准机构：选择具备 CNAS 资质的实验室（如横河电机校准中心），提供仪器型号、出厂编号、校准要求（如 ±0.01% FS 精度）；
- 校准项目：包括电流输出 / 测量精度、电压输出 / 测量精度、电阻测量精度、温度补偿效果；
- 校准后验证：取回仪器后，现场验证（如输出 20mA，测量值应在 20±0.002mA 范围内），确认校准合格后粘贴校准标签（注明有效期）。
（三）常见故障排查
故障现象 | 可能原因 | 解决方法 |
开机无反应 | 电池没电、电源键故障 | 用外接电源充电 30 分钟后重试；更换电源键（联系售后） |
输出信号偏差大 | 温度补偿失效、端子接触不良 | 恢复出厂设置（长按 “设置 + |
