Объекты проверки и испытаний

Перьевые самописцы	Шлейфный (светолучевой) осциллограф		Первичные преобразователи, датчики	Тензоплатформы, тензокольцо и другие
			перемещения, скорости, ускорения,	тензоустройства
Электронные	Измерительные		сейсмографы
осциллографы	устройства
			Контактные	1 Фотодатчики 1
			датчики

Оборудование для создания заданных входных возмущений (сигналов)

Устройство для создания синусоидальных электрических сигналов

Устройство для создания импульсных электрических сигналов (возмущений)

Устройство для создания синусоидаль­ных механических входных возмущений

Устройство для создания импульсных механических сигналов (возмущений)

Рис. 17. Структура метрологического (поверочного) стенда для снятия динамических характеристик приборов и устройств

механические возмущения. Выработанные этим блоком воз­мущения поступают (подаются) на тот или иной объект по­верки, а выходной сигнал с объекта поверки, характеризую­щий реакцию поверяемого прибора или устройства на это возмущение, регистрируется с помощью блока эталонных при­боров и устройств. В данный блок должны входить эталонные по отношению к поверяемому прибору регистраторы. Приня­то, чтобы класс точности такого регистратора был выше класса точности поверяемого хотя бы на одну ступень.

В блок образцовых приборов и устройств входят электрон­ные многолучевые осциллографы, многолучевые осциллогра-

г

 

Климатическая камера	—»	Проверяемый прибор		Блок образцовой измерительной аппаратуры
—»

Рис. 18. Блок-схема стенда для климатических испытаний

фы с памятью для многократных воспроизведений зарегист­рированных сигналов, светолучевые осциллографы, различ­ные оптические устройства (микроскопы, интерферометры и т.д.), необходимые для измерения амплитуды колебаний вибростола с помещенными на нем поверяемыми преобра­зователями.

Основные требования, предъявляемые к поверочным уста­новкам для создания входных возмущений, заключаются в обес­печении чисто гармонического закона колебаний вибростола с закрепленным на нем объектом поверки и малого уровня боковых (поверочных) составляющих колебаний.

При поверке импульсным сигналом к объекту поверки сле­дует прикладывать возмущение, закон изменения во времени которого наиболее близок к реальному, т.е. к такому, который имеет место при конкретном виде изменений.

На рис. 18 приведена структурная схема оборудования для климатических испытаний средств измерений.

Поверка работоспособности измерительной аппаратуры в ши­рокой области как положительных, так и отрицательных тем­ператур, а также при изменении влажности является составной частью комплексных испытаний и служит целям определения надежности конструкции, стабильности работы и выявления возможных дополнительных погрешностей устройства.

Интервал работ их температур в спортивной практике ле­жит в пределах от —20 до +40°С. Поэтому при данном виде испытаний целесообразно вести поверку работоспособности при температуре от 0 до +50°С, что, однако, не исключает выбора условий испытания для каждого изделия конкретно, руководствуясь техническими условиями на данный прибор.

Изделие, подвергаемое испытанию, помещается в термо­камеру, температуру в которой можно плавно менять в широ­ких пределах. Одновременно с этим ведется контроль измене­ния параметров, определяющих качественные показатели испытуемого изделия.

Следующий этап — испытание в холодной камере, которое проводится аналогично предыдущему. Затем изделие помещает­ся в камеру влажности и барокамеру с регулируемыми влажно­стью и давлением. С помощью этих камер определяются погреш­ности от изменения параметров внешней среды — влажности и давления (в заданных техническими условиями пределах).

7.2. Образцовые стенды для поверки и метрологичес­кой аттестации технических средств измерений, используемых в физической культуре и спорте

Для осуществления метрологической аттестации и поверки технических средств измерений, используемых в процессе ком­плексного контроля, применяются специальные образцовые стенды по видам измерений. Приводим данные об образцовых стендах, разработанных во ВНИИФКе.

Стенд для поверки и метрологической аттестации техниче­ских средств измерения силы, развиваемой спортсменом (ТСИС). Техническое описание и методика работы на стенде

Проведение поверки. Вначале прибор подвергается внешне­му осмотру. Он не должен иметь механических повреждений, влияющих на его работу. Все органы управления и регулиров­ки должны быть закреплены прочно и без перекосов, действо­вать плавно, без «заеданий», и обеспечивать надежность фик­сации. Прибор должен быть полностью укомплектован и снабжен техническим описанием.

После включения питания проверяется работоспособность прибора (согласно инструкции). Действие ручек прибора дол­жно обеспечивать управление его электрическими параметра­ми и соответствовать надписям на лицевой панели.

Если перечисленные выше требования не выполнены, при­бор к поверке не принимается.

Поверка должна проводиться в помещении с температурой 20 ± 5°С при напряжении питания 220 В +5—10% переменно­го тока частотой 50 Гц.

Поверка, или метрологическая аттестация прибора, прово­дится только при установке и закреплении его в реальных ус­ловиях эксперимента (измерений).

Определение статических характеристик ТСИС. Поверка ве­личины дрейфа (временного и температурного) нуля. Для этого поверяемое ТСИС включается по схеме (рис. 19).

Климатическая камера

Первичный [преобразователь усилия в| электрический сигнал

 

Цифровой вольтметр

Образцовый динамометр

Устройство для создания дозируемых нагрузок

Рис. 19. Блок-схема для поверки и тарировки ТСИС в статическом режиме

Далее производится прогрев всей системы в течение 30 мин. После этого осуществляется ба­лансировка усилителя.

Измерение временного дрей­фа нуля по каждой компоненте (х, у, z) производится в тече­ние 5 ч с интервалом в 5 мин с помощью цифрового вольтмет­ра В7-21.

Температурный дрейф нуля измеряется по каждой компонен­те в интервале температур от 15 до 30°С с дискретностью в 1 °.

сменом: / — механическое приспособление для закрепления и статического нагружения в вертикальной плоскости тензодина-мографической платформы; 2 — по­веряемая платформа; 3 — образцовый

Поверка статической (гра-дуировочной) характеристики U = f(P_mrp) производится в диа­пазоне нагрузки от 0 до 10 000 Н (1000 кгс) с дискретностью 50 Н, действующих в вертикальной Рис. 20. Общий вид стенда для плоскости (z); в диапазоне от О поверки и метрологической аттес- ДО 5000 Н (500 кгс) — для нагру-тации технических средств изме- зок в горизонтальной (у) и попе-рения силы, развиваемой спорт- речной (х) плоскостях. Все ре­зультаты измерений заносятся в соответствующие протоколы. Поверка статической харак­теристики производится путем измерения с помощью поверя­емого ТСИС калиброванного

динамометр доу-i. усилия, создаваемого с помо­
щью механического стенда для

создания статических нагрузок. Общий вид стенда показан на рис. 20.

При определении погрешности, обусловленной изменени­ем места приложения силы (нагрузки), с помощью механи­ческого стенда создается калиброванная статическая нагрузка в 2000 Н (200 кгс) поочередно в основных точках платформы, пред­ставленных на рис. 21.

Определяя погрешность от взаимовлияний каналов из­мерения (jc, у, z) с помощью механического стенда и об­разцового динамометра ДОУ-1, производят трехкратное последовательное нагружение—разгружение платформы по осям х, у, z. При этом при нагружении по оси х измеряются сигналы на выходе каналов jc, у, z, при нагружении по оси у — сигналы на выходе у, х, z и т.д. Все результаты заносят­ся в протоколы.

Определение погрешности за счет гистерезиса (в трех плоско­стях) осуществляется последова­тельным нагружением и разгружени-ем платформы через каждые 1000 Н (100 кгс).

Рис. 21. Места расположения основных точек платформы, в которых прилагается усилие

Для уменьшения методической погрешности операции измерения выполняются по три раза, а полу­ченные при этом результаты усред­няются. Величина погрешности за счет гистерезиса — это приведенное к номинальному сигналу максималь­ное расстояние между кривой нагру­жения и кривой разгружения.

Чтобы провести поверку ТСИС в динамическом режиме, собирает­ся специальная схема (рис. 21).

При определении амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) ТСИС в заданном диапазоне частот к его рабочей по­верхности (в трех плоскостях) прикладываются гармонические синусоидальные механические возмущения в диапазоне час­тот от 0 до 1000 Гц (с помощью образцового вибростенда ВЭДС- 10А). При этом снимаются два выходных сигнала: один — с образцового акселерометра, установленного на вибростоле; второй — с выхода тензоусилителя поверяемой платформы. Далее эти сигналы измеряются с помощью вольтметров амп­литудных значений В7-2 и подаются на экран электронного двухлучевого осциллографа С8-11.

Методом прямого сличения двух вольтметров В7-2 опреде­ляется амплитудная погрешность. Фазовая же погрешность оп­ределяется непосредственно на экране осциллографа как фа­зовый сдвиг между сигналами, снимаемыми с образцового акселерометра и поверяемого ТСИС.

При определении собственной частоты колебаний рабочей поверхности тензоплатформы (W₀) при импульсном механи­ческом нагружении импульсное нагружение ТСИС типа «еди­ничного скачка» создается с помощью бросания стального шарика определенной массы (100 г) с определенной высоты (1 м) на рабочую поверхность ТСИС (в трех плоскостях).

Выходной сигнал поверяемого ТСИС регистрируется на шлейфном осциллографе. Далее по полученной осциллограм­ме определяют частоту собственных колебаний рабочей по­верхности тензоплатформы (W₀). Для повышения точности из­мерения следует измерять не менее 10 последних периодов затухающих колебаний платформы с вычислением среднего значения периода.

ПО

 

При метрологической аттестации нестандартных ТСИС раз­личных конструкций и назначения (тензоколодок, тензоколец, тензостелек, тензоснарядов и др.) измерению подлежат харак­теристики, указанные выше. При этом учитываются конкретное конструктивное исполнение ТСИС и его целевое назначение.

Оформление результатов поверки и метрологической аттес­тации ТСИС. Форма записи протоколов (таблиц) поверки может быть произвольной, но они обязательно должны содер­жать: результат первичных измерений (отсчеты по поверяе­мым ТСИС и приборам, с помощью которых проводится атте­стация); цифровые значения погрешностей, вычисленных по результатам первичных измерений; перечень образцовых и вспо­могательных приборов, с помощью которых проводилась по­верка или аттестация.

ТСИС, прошедшие поверку или метрологическую аттеста­цию и удовлетворяющие заданным требованиям, признаются годными к применению. На них выдаются свидетельства уста­новленной формы.

На ТСИС, признанные негодными к применению, выда­ется справка о непригодности с указанием причин.

Стенд для поверки и метрологической аттестации динамо­метров. Этот стенд предназначен для поверки и метрологиче­ской аттестации динамометров не выше 3-го разряда, работа­ющих на растяжение. Общий вид двух модификаций стенда показан на рис. 22.

Рис. 22. Блок-схема для поверки технических средств измерения силы в динамическом режиме

При проведении поверки должны выполняться следующие операции: внешний осмотр; проверка работоспособности и вза­имодействия частей динамометра; поверка правильности по­казаний динамометра.

Установка для поверки и градуировки динамометров вклю­чает в себя механическое приспособление для закрепления и нагружения поверяемого динамометра и образцовый динамо­метр 3-го разряда типа ДОУ-1 или тензокольцо, а также циф­ровой вольтметр.

При внешнем осмотре динамометров, находящихся в эксп­луатации, проверяют соответствие нанесенных на динамомет­ре обозначений указанным в выпускном аттестате, а именно: товарного знака, обозначения динамометра, номера стандар­та, предельной нагрузки, цены деления шкалы.

Динамометры, выпускаемые из производства и ремонта, подвергаются внешнему осмотру для установления их соответ­ствия требованиям технической документации, утвержденной в установленном порядке.

При проверке взаимодействия частей динамометра обра­щают внимание на то, чтобы его подвижные части перемеща­лись плавно, без рывков и «заеданий»; корректор нуля сво­бодно и плавно устанавливал стрелку отсчетного устройства на нулевую отметку шкалы.

Поверка правильности показаний динамометра при его на­грузке и разгрузке включает следующие основные операции:

• измерение во всех точках шкалы динамометра, имеющих числовые отметки;

• количество точек шкалы при этом должно быть не менее 5, начиная с 0,1 верхнего значения нагрузки динамометра;

• предварительное обжатие динамометра в течение 5 мин под действием верхнего предельного значения его нагрузки;

• нагружение динамометра до верхнего предела измерения и разгружение до нуля с остановками в поверяемых точках шкалы не менее 3 раз.

Технология поверки динамометра на стенде включает 3 этапа.

1. Поверяемый динамометр и образцовый динамометр по­следовательно устанавливаются в механическое приспособле­ние 5 (см. рис. 23) так, чтобы усилие было направлено вдоль оси приложения нагрузки динамометров; массы динамомет­ров уравновешиваются, для чего отсчетные устройства пове­ряемого и образцового динамометров устанавливаются в ну­левое положение.

2. Поверяемый динамометр подвергается предварительно­му обжатию под действием его предельной нагрузки в тече­ние 5 мин. После снятия нагрузки производятся проверка воз­вращения стрелки указателя отсчетного устройства динамометра в нулевое положение и окончательная установка его на нуль,

5 —2785

 

Рис. 23. Общий вид стендов для поверки динамометров:

а: 1 - образцовый динамометр; 2 - поверяемый динамометр; 3 - цифровой

вольтметр; 4 - тензоусилитель; 5- механическое приспособление для закрепления

и нагружения поверяемого динамометра; б: 1 - станина; 2 - поверяемый

динамометр; 3 — образцовый динамометр

если отклонения от нулевого положения находятся в пределах 0,5 деления шкалы. В случае невозвращения стрелки на нуль шкалы, превышающего 0,5 деления шкалы, после повторного обжатия динамометр бракуется.

3. Производится плавное нагружение динамометра до верх­него предела измерения с остановками в поверяемых точках шкалы и плавное разгружение с остановками в тех же точках в обратном порядке. При этом действительные значения нагру­зок устанавливаются по показаниям образцового динамометра; нагружение и разгружение динамометра производятся не ме­нее 3 раз.

Правильность показаний динамометра определяется по ве­личине его относительной основной погрешности (у, %), вы­числяемой из выражения:

Д-100 Y=^—'

•* max

где А - абсолютная основная погрешность, равная наиболь­шей (по абсолютному значению) разности между показанием поверяемого динамометра и действительным значением изме­ряемой величины в поверяемой точке, за которое принимает­ся показание образцового динамометра; Р_тах - верхнее пре­дельное значение шкалы поверяемого динамометра; у — отно­сительная основная погрешность динамометра.

Для каждой поверяемой точки шкалы динамометра погреш­ность определяется раздельно для показаний при нагружении и разгружении. Основная относительная погрешность не дол­жна превышать ± 1 % для динамометров 1-го класса и ±2 % для динамометров 2-го класса.

Порог чувствительности динамометра определяют при тре­тьем нагружении при поверке первой и последней точек его шкалы. При этом под воздействием дополнительной нагрузки, соответствующей 0,5 деления шкалы, стрелка динамометра должна перемещаться на расстояние не менее 0,4 деления шкалы.

В заключение динамометр подвергают трехкратному нагру-жению на 25% выше его верхней предельной нагрузки с вы­держкой под нагрузкой в течение 10—15 мин при каждом на­гружении. После перегрузки динамометр поверяют повторно по аналогичной методике.

Оформление результатов поверки (аттестации). При повер­ке динамометров ведут протокол, в который вносятся показа­ния в каждой точке шкалы поверяемого динамометра.

На динамометры, удовлетворяющие соответствующим тре­бованиям, ставят поверительное клеймо (пломбу) или выда­ют свидетельство с указанием результатов поверки, заверен­ных подписью поверителя. На динамометры, поверенные на пред приятии-изготовителе, выдают выпускной аттестат. При ведомственной поверке допускается вместо оформления сви­детельства вносить в паспорт прибора отметку о поверке.

Если при поверке динамометров всех типов погрешность по одному из указанных параметров превышает допустимую или будут обнаружены механические или электрические неис­правности, дальнейшую поверку прекращают, прибор не клей­мят и к эксплуатации не допускают.

Рекомендуемая форма протокола поверки динамометров приводится ниже.

ПРОТОКОЛ

ведомственной поверки технических средств измерения силы, развиваемой спортсменом (динамометров)

1. Наименование и тип приборов (динамометров) ______

2. Принадлежность

3. Завод-изготовитель ___

4. Дата поверки ______

5. Место поверки _____

6. Температура помещения

7. Заводской номер

8. Краткая характеристика средств, применявшихся при по­верке ________________________________________

Результаты поверки

1. Соответствие требованиям по внешнему осмотру и ис­правность действия механизмов динамометра__________

2. Результаты градуировки динамометра с условной шкалой

 

ЧАСТЬ ВТОРАЯ

Дейст­витель­ная на­грузка, кгс, Н

Прямой ход

Обратный ход

показания динамо­метра в делениях

вариация

показания динамо­метра в делениях

вариация

ср.

абс. дел.

отн. дел.

ср.

абс. дел.

отн. дел.

0,3

0,5

0,2

0,33

В отделе метрологии и стандартизации ВНИИФКа разрабо­таны стенды для поверки и метрологической аттестации:

• датчиков ускорений (акселерометров);

• контактных и сейсмических датчиков;

• измерителей временных интервалов;

• технических средств фото-, кино- и видеоанализа спортив­ной техники.

Для метрологической аттестации методик выполнения из­мерений в области физической культуры и спорта необходи­мы метрологические стенды, включающие в себя образцовую измерительную аппаратуру и другие вспомогательные техни­ческие средства и оборудование. Поэтому разработка образцо­вых метрологических стендов, их комплектация соответствую­щей измерительной аппаратурой и аттестация в органах Госстандарта РФ лежат в основе первоочередных задач метро­логического обеспечения измерений в спортивной отрасли.

ОСНОВЫ СТАНДАРТИЗАЦИИ

Вопросы для самоконтроля

1. Что понимается под поверкой СИ?

2. Какие СИ подвергаются первичной поверке?

3. В каких случаях проводится внеочередная поверка?

4. Какая процедура называется лицензированием?

5. С какой целью создана Система добровольной сертификации?

6. Что называется калибровкой СИ?

7. Какие существуют варианты организации калибровочных работ?

8. Кто является субъектами РСК?

9. Какие допускаются методы поверки (калибровки) СИ?

10. Каков порядок проведения сертификации?

 

РАЗДЕЛ III СОДЕРЖАНИЕ СТАНДАРТИЗАЦИИ