Краткие теоретические сведения.  Поверку средств измерений производят для установления их пригодности к применению

 Поверку средств измерений производят для установления их пригодности к применению. Пригодными к применению в течение межповерочного интервала признают СИ, поверка которых, выполненная в соответствии с требованиями нормативно-технических документов по поверке, подтверждает соответствие их метрологическим и техническим требованиям к данному СИ, установленным в нормативно-технических документах.

Поверку СИ производят органы государственной метрологической службы, аттестованные на право проведения государственной поверки СИ, и предприятия, организации и учреждения иной ведомственной принадлежности, которыми право поверки предоставлено в установленном порядке.

Поверка СИ классов точности 0,5-4,0 проводится методом непосредственного сличения с образцовыми СИ, которые должны иметь класс точности не менее чем, в 3 раза выше, чем поверяемые приборы, обычно в 3–5 раз. Образцовое СИ должно иметь такой же или близкий диапазон измерений, как и поверяемое СИ. Желательно, чтобы оба СИ были одной
системы.

Поверка начинается с внешнего осмотра поверяемого СИ. При этом в частности, следует установить отсутствие внешних повреждений и повреждений покрытия шкалы. Зажимы СИ должны быть надежно закреплены, переключатели иметь плавный ход и четкую фиксацию в рабочем положении.

При проведении поверки должны соблюдаться следующие условия:

 – температура окружающего воздуха (20 ± 5)˚С - для классов точности 1.0-5.0;

 – относительная влажность воздуха (30 - 80) %;

     – атмосферное давление (100 ± 6) кПа.

Приборы включают в цепь и прогревают их с целью установления рабочего режима в течение времени и при нагрузках, указанных в НТД на приборы конкретных типов. Если в НТД время прогрева не указывается, приборы предварительному прогреву не подвергаются и основную погрешность определяют сразу после включения прибора в цепь. Указатели ваттметров и варметров классов точности 0,5-5,0 устанавливают корректором на нулевую отметку непосредственно после того, как на прибор подано номинальное напряжение, причём цепь тока должна быть разомкнута.

4.3 Домашняя подготовка

4.3.1 Изучите теоретические материалы [1] С. 39 – 44 и С. 382 – 385, [2] С. 82 – 90 и С. 323 – 353.

4.3.2 Разработайте и нарисуйте электрическую схему, с помощью которой будет производиться поверка амперметра. Образцовое и поверяемое СИ должны быть включены одинаковым образом. За этим требованием особенно необходимо следить при поверке многозажимных и многоэлементных СИ.

4.3.3 Подготовьте протокол для занесения результатов поверки. Результаты поверки приборов классов точности 0,05-0,5 заносят в протокол, форма которого приведена в обязательном приложении 1 к ГОСТ 8.497-83. Результаты поверки приборов классов точности 1,0-5,0 оформляют протоколом произвольной формы.

При выполнении лабораторных работ рекомендуется применять протокол, форма которого приведена в таблице 4.1. В таблице будет заполнено до 20 строк.

Порядок выполнения работы

До выполнения измерений следует определиться, какие деления на шкале прибора подлежат поверке. Поверке подлежат деления, имеющие увеличенную длину. Это, как правило, оцифрованные деления шкалы, деления, соответствующие началу и концу диапазона измерений и диапазона показаний. Поверять следует не менее десяти точек, равномерно распределенных по диапазону показаний. Все поверяемые деления до начала проведения поверки, следует занести в первую графу таблицы результатов поверки. Во вторую графу заносятся соответствующие значения измеряемой величины.

4.4.1 Выключите приборы. Установите указатели, поверяемого и образцового приборов механическим корректором на нулевую отметку.

4.4.2 Выполните поверку средств измерений. Для этого устанавливайте последовательно значения измеряемой величины соответственно показаниям, записанным в первую графу таблицы 4.1. и записывайте показания образцового прибора в графы "Отсчеты по образцовому прибору".

 Для повышения точности определения действительного значения измеряемой величины поверку следует производить 6–10 раз при увеличении и при уменьшении показаний приборов. Соответствующие показания образцового прибора заносятся в графы 3–8 таблицы 4.1. Точность отсчетов со шкал приборов должна быть 0,1-0,25 деления. Желательно, чтобы установку значений измеряемой величины и их отсчет производили несколько человек (разные члены учебной бригады). Это позволит уменьшить вероятность грубых субъективных погрешностей.

4.4.3 Выключите установку для проведения поверки. Разбирать экспериментальную установку не следует, так как при выполнении расчетов данных для таблицы результатов поверки может выясниться, что отдельные результаты содержат грубые погрешности и их необходимо будет проверить.

Обработка результатов

4.5.1 Определите среднее арифметическое показаний образцового прибора, занесенных в каждую строку, и запишите в графу 9. Затем, учитывая диапазон показаний образцового прибора, рассчитайте соответствующее действительное значение Iд измеряемой величины и занесите в графу 10.

4.5.2 Вычислите:

 – абсолютную погрешность поверяемого прибора в каждой точке:

= I – I д;

 – относительную  погрешность: δ=( / I д) 100 %;

 – приведенную погрешность: γ=( / I н) 100 %,
где I н - диапазон показаний поверяемого прибора.

Определите, выполняется ли условие КТ > [γ] макс, где КТ-класс точности поверяемого прибора. Если это условие не выполняется, то поверяемый прибор своему классу точности не соответствует и нуждается в ремонте.

4.5.3 По данным измерений и расчетов постройте в одной системе координат кривые абсолютной погрешности и приведенной погрешности γ, в зависимости от показаний I поверяемого прибора. При построении следует учесть, что график представляет собой функцию, определенную только в дискретных точках, поэтому должен изображаться ломаной линией.

4.5.4 Постройте кривую относительно погрешности . Обратите внимание, что абсолютная величина относительной погрешности возрастает в начальной части шкалы прибора.

Протокол поверки

Поверяемый прибор: щитовой амперметр переменного тока типа … заводской № …, класс точности … диапазон показаний …, номинальное число делений ….

Образцовый прибор: переносный амперметр переменного тока типа … заводской № …, класс точности …, диапазон показаний …  , номинальное число делений.

Таблица 4.1 – Результаты поверки

Поверяемый прибор		Отсчеты по образцовому     прибору						Действит. значение		Абс. погр.	Отн. погр.	При-вед. погр.
Показ. У	Ток I							Уд	Iд	I	δ	пр
Дел.	А	Дел. по шкале прибора						Дел.	А	мА	%	%
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13

 

Контрольные вопросы

1 Физическая величина, значение и размерность.

2. Прямое, косвенное и совокупное измерения.

3. Методы и принципы измерения.

4. Качественная и количественная характеристики измеряемой величины.

5. Нулевой и дифференциальный методы измерений.

6. Понятие о счете, контроле, измерении.

7. Эталоны, образцовые и рабочие меры.

8. Метрологические характеристики СИ.

9. Нормирование характеристик предназначенных для определения показаний СИ.

10. Нормирование динамических характеристик и характеристик взаимодействия.

11. Нормирование характеристик качества показаний и чувствительности к влияющим факторам.

12. Метрологическая аттестация и класс точности СИ.

13. Основная и дополнительная погрешности.

14. Виды и методы измерений.

15. Методы измерения сравнения с мерой.

16. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Законы распределения и их числовые характеристики.

17. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Точечные оценки законов распределения.

18. Вероятностный подход к описанию случайных погрешностей. Центр и моменты распределения.

19. Вероятностный подход к описанию погрешностей. Грубые погрешности, критерии исключения грубых погрешностей.

Задачи

1. Измерения выполнялись амперметром класса 0,5 с пределом измерений 2 А, при температуре отличающейся от нормальных условий на
13⁰ С, но не выходящей за область рабочих температур. Определить наибольшую абсолютную погрешность измерений, если дополнительная температурная погрешность не превышает основную на каждые 10⁰ С.

2. Измерительный конденсатор переменной ёмкости 10–500 пФ, класса точности 0,01, используется для воспроизведения ёмкости 246, 2пФ. Определить абсолютную и относительную погрешность.

3. На шестидекадном магазине сопротивлений установлено значение 425,4 Ом. Определить абсолютную и относительную погрешность воспро-изводимой меры при классе точности 0,02 и диапазоне (0,01  9999) Ом.

4. Показания вольтметра класса точности 0,02/0,01 с диапазоном измерений 300 В и числом делений шкалы 150, составляют 80 делений. Определить абсолютную и относительную погрешность измерений.

5. Отсчёт по равномерной шкале прибора с нулевой отметкой и предельным значением 50 А составил 25 А. Пренебрегая другими видами погрешностей, оценить пределы допускаемой абсолютной погрешности этого отсчёта при условии, что класс точности прибора равен: в первом случае – 0,02/0,01; во втором случае – 0,5; в третьем случае – 0,5.

6. Оценить погрешность результата однократного измерения напряжения U = 0,9 В на сопротивлении R = 4 Ом, выполненного вольтметром класса точности 0,5 с верхним пределом измерения U_пр = 1,5 В и внутренним сопротивлением R_v = 1000 Ом. Известно, что дополнительные погрешности показаний вольтметра из–за магнитного поля и температуры не превышают соответственно  допускаемой предельной погрешности.

 7. Показания амперметра 20 А, а его верхний предел измерений
50 А. Показания образцового прибора, включенного последовательно 20,5 А. Определить абсолютную, относительную и приведенную относительную погрешность амперметра. Какого класса точности мог быть этот амперметр? Чему равна поправка к показаниям амперметра?

8. Определить относительную погрешность измерения тока 10 А амперметром с номинальным током 30 А класса точности 1,5. Найти пределы, между которыми заключается истинное значение измеренного тока.

9. Имеется амперметр на номинальный ток 5 А класса точности 0,5 и амперметр на номинальный ток 2 А класса точности 1,0. Каким из этих приборов точнее будет измерен ток 1,5 А?

10. Определить класс точности амперметра на номинальный ток
300 А, необходимый для измерения тока нагрузки 240 А с точностью
до 2%.

11. Определить класс точности амперметра на номинальный ток
500 А, необходимый для измерения мощности активной нагрузки с погрешностью не более 3%, если напряжение сети 220 В измеряется с точностью 2%, а ток нагрузки 220 А.

12. При измерении напряжения на нагрузке сопротивлением 7 Ом вольтметр показал 13,5 В. ЭДС источника 14,2 В, а его внутренне сопротивление 0,1 Ом. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения напряжения.

13. Для определения ЭДС генератора к его зажимам присоединили вольтметр сопротивлением 1200 Ом. Внутреннее сопротивление генератора 0,6 Ом. Какая допустимая ошибка, если считать, что показания вольтметра равно ЭДС генератора?

14. Каковы показания вольтметра при измерении напряжения на двух сопротивлениях 2 кОм и 1 кОм, соединенных последовательно, если измерения производились поочерёдно одним и тем же вольтметром с внутренним сопротивлением 2 кОм. Напряжение сети 120 В. Определить абсолютную и относительную погрешности измерения напряжения на сопротивлениях.

15. Падение напряжения в катушке магнитоэлектрического вольтметра 0,45 В; ток при полном отклонении 3 мА.

Определить:

a) добавочное сопротивление и сопротивление катушки прибора, если прибор служит для измерения напряжения до 150 В;

б) потребляемую вольтметром мощность;

в) постоянную вольтметра, если шкала имеет 75 делений.

 

Лабораторная работа №2

Исследование измерительного трансформатора.

Цель работы

 Изучить назначение и область применения измерительных трансформаторов, правила оформления графиков и таблиц, нормирование метрологических характеристик и представление результатов в соответствии с ГОСТ 8.011.