Метрологические основы поверки и калибровки средств измерений

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛОРУСЬ

Учреждение образования

Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорина

Физический факультет

Кафедра оптики

КУРСОВАЯ РАБОТА

Метрологические основы поверки и калибровки средств измерений

Исполнитель:

студентка группы Ф-34

С.Л. Гайдаш

Научный руководитель:

к. ф.-м. наук, доцент

Н.А. Алешкевич

Гомель 2013



РЕФЕРАТ

Курсовая работа: 7 рисунков, 1 приложение, 8 источников.

средства измерений, измерительные приборы, измерительные преобразователи, метрология, метрологические характеристики, поверка, поверочные схемы, КАЛИБРОВКА, ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПОВЕРИТЕЛЬНОЕ КЛЕЙМО.

Объект исследования: электронно-счётный (цифровой) частотомер Ч3-34, метрологические характеристики частотомера.

Методы исследования: теоретический анализ, экспериментальные исследования.

Цель курсовой работы: изучение метрологических основ поверки и калибровки средств измерений, методов их проведения и разработка лабораторных работ по поверке методом сравнения с эталонными средствами измерений и по поверке омметров методом сравнения с эталонными мерами.

В курсовой работе приведена классификация средств измерений, и их метрологических характеристик, система обозначений СИ. Рассмотрены основы организации метрологического контроля и надзора за использованием СИ, методы поверки средств измерений и существующие поверочные схемы. Работа содержит описание разработанной лабораторной работы по исследованию метрологических характеристик электронно-счётного (цифрового) частотомера Ч3-34.

Выводы: В результате выполнения курсовой работы изучены классификационные признаки средств измерений, их виды, а так же метрологические характеристики и методы их исследования в лабораторных условиях. Приобретены начальные навыки выполнения поверки цифровых средств измерений.

Содержание

Введение

1 Средства измерения и их характеристики

1.1 Виды средств измерений

1.2 Классы точности средств измерения

1.3 Метрологические характеристики средств измерения

2 ПОВЕРКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Поверка средств измерений и ее виды

2.1.1 Виды поверок

2.1.2 Операции, выполняемые при поверке

2.2 Результаты поверки средств измерений

2.3 Классификация методов поверки

2.4 Поверочные схемы

3 КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 Калибровка средств измерений

3.2Организация и порядок проведения калибровки

Заключение

СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. (ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА)

Введение

Метрология - наука об измерениях, о методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Под единством измерений понимают такое их состояние, при котором результаты измерений выражены в узаконенных единицах величин, и погрешности измерений не выходят за установленные границы с заданной вероятностью.

Метрология изучает широкий круг вопросов, связанных как с теоретическими проблемами (теоретическая метрология), так и с задачами практики (практическая метрология). К основным разделам метрологии относятся: общая теория измерений, единицы физических величин и их системы, методы и средства измерений физических величин, методы оценки точности измерений, методы эталонирования. На основании теоретических положений метрологии обоснованы и стандартизированы практические рекомендации, регламентирующие все стороны измерений (законодательная и метрология).

Измерениями называют совокупность операций по применению технического средства, хранящего единицу физической ветчины, которые обеспечивают нахождение соотношения измеряемой величины с ее единицей и получение значения этой величины. Таким образом, измерение можно определить как экспериментальное нахождение отношения измеряемой физической ветчины к другой однородной величине, принятой за единицу.

Физической величиной называют свойство, общее в качественном отношении для многих объектов, но в количественном отношении индивидуальное для каждого. Например, физическими ветчинами являются длина, электрический ток, напряжение, индуктивность. Количественное содержание физической величины, характеризующее конкретный объект, называют размером физической величины (размером величины). Оценку физической величины в виде некоторого числа принятых для нее единиц называют значением физической величины.

Для обозначения частных особенностей физических величин применяют термин параметр. Например, конденсатор характеризуют емкостью, а его параметрами можно считать тангенс угла потерь, температурный коэффициент емкости, индуктивность вводов. Иногда параметром называют измеряемую физическую величину - амплитуду, фазу, частоту.

Различают истинное, действительное и измеренное значения физической величины. Истинное значение идеальным образом отражает в количественном и качественном отношениях соответствующие свойства объекта, и его стараются найти при измерениях. Однако из-за неизбежных погрешностей измерений истинное значение получить не удается. На практике вместо истинного значения экспериментально определяют действительное значение, настолько приближающееся к истинному значению, что может быть использовано вместо него. Измеренное значение получают по данным эксперимента.

метрологические цифровой средства измерения



1. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ И ИХ ХАРАКТЕРИСТИКИ

1.1 Виды средств измерений

Средство измерения (СИ) - это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Под метрологическими характеристиками (МХ) понимают такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне с известной точностью. В отличие от СИ приборы или вещества, не имеющие нормированных МХ, называют индикаторами.

Классификация средств измерений (СИ):

1) по степеням универсальности (универсальные, не универсальные, специализированные)

2) по виду оценки параметров (допустимые (пороговые), измерительные, комбинированные)

3) по назначению (контрольные, испытательные, прогнозирующие)

4) по измеряемым величинам (механические, акустические, электрические, электронные, пневматические)

5) по РМГ 29-99 (меры, измерительные преобразователи, измерительные установки, измерительные приборы, измерительные системы)

6) по связи с объектом (внешние, внутренние)

7) по режиму работы (динамические, статические)

8) по характеру использования (лабораторные, технические)

9) по виду регистрирующего сигнала (показывающие, регистрирующие, самописцы, печатающие)

10) по виду выходного сигнала (аналоговые, цифровые, аналого-цифровые)

11) по степени автоматизации (неавтоматизированные, автоматизированные, автоматические)

12) по виду преобразований сигнала (прямого действия, сравнения, промежуточные, масштабные)

13) по виду приёма передачи информации (одноканальные, многоканальные)

14) по виду шкалы (с равномерной шкалой, с неравномерной шкалой, с нулевой отметкой внутри шкалы, с нулевой отметкой на краю или вне шкалы)

15) по поверочной схеме (рабочие, образцовые, рабочие эталоны)

Средства измерения - это техническая основа метрологического обеспечения.

Кратко дадим пояснения к классификации по РМГ 29-99.

Меры - это средства измерения, воспроизводящие или хранящие физическую величину заданного размера. Меры могут быть однозначными, воспроизводящими одно значение физической величины (гиря, калибр на заданный размер, образцы твердости, шероховатости, катушка сопротивления, нормальный элемент, воспроизводящий значение ЭДС), и многозначными - для воспроизведения плавно или дискретно ряда значений одной и той же физической величины (измерительный конденсатор переменной емкости, набор конечных мер, магазин емкостей, индуктивности и сопротивления, измерительные линейки).

Измерения методом сравнения с мерой выполняют с помощью специальных технических средств - компараторов (равноплечие весы, измерительный мост и т. д.). Иногда в качестве компаратора выступает человек, например при измерении длины линейкой.

Измерительные преобразователи - средства измерения, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Это термопары, измерительные трансформаторы и усилители, преобразователи давления. По месту, занимаемому в измерительной цепи, они делятся на первичные, промежуточные и т. п. Конструктивно они выполняются либо отдельными блоками, либо составной частью средств измерения. Не следует отождествлять измерительные преобразователи с преобразовательными элементами. Последние не имеют метрологических характеристик, как, например, трансформатор тока или напряжения.

Измерительный прибор - средство измерения, предназначенное для переработки сигнала измерительной информации в другие, доступные для непосредственного восприятия наблюдателем формы. Различают приборы прямого действия (амперметры, вольтметры, манометры) и приборы сравнения (компараторы).

По способу отсчета измеряемой величины средства измерения делятся на показывающие (аналоговые, цифровые), регистрирующие (на бумажную или магнитную ленту) и т. п.

Измерительная установка - совокупность функционально объединенных средств измерения и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте. Например, поверочные установки, установки для испытания электротехнических, магнитных и других материалов.

Измерительная установка позволяет предусмотреть определенный метод измерения и заранее оценить погрешность измерения.

Измерительная система - это комплекс средств измерения и вспомогательных устройств с компонентами связи (проводные, телевизионные и др.), предназначенный для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и/или использования в автоматических системах управления.

В отличие от измерительных установок, предусматривающих изменения режима и условий функционирования, измерительная система не воздействует на режимы работы, а предназначена только для сбора и/или хранения информации. Частными случаями измерительной системы являются информационно-вычислительный комплекс (ИВК), информационно-измерительные системы (ИИС). К последним можно отнести системы автоматического контроля, системы технического диагностирования, системы распознавания образов, системы для передачи неизмерительной информации.

1.2 Классы точности средств измерений

Классы точности СИ-- это обобщённая характеристика средств измерений, служащая показателем установленных для них государственными стандартами пределов основных и дополнительных погрешностей и др. параметров, влияющих на точность. Устанавливаются классы точности в соответствии с ГОСТ 8.401-80 «Классы точности СИ общие требования».

Классы точности регламентируются стандартами на отдельные виды средств измерения с использованием метрологических характеристик и способов их нормирования.

На средства измерения, для которых существенное значение имеет динамическая погрешность, классы точности не устанавливаются. Для остальных средств измерения обозначение классов точности вводится в зависимости от способов задания пределов допускаемой основной погрешности.

Классы точности обозначаются римскими цифрами или буквами латинского алфавита для средств измерения, пределы допускаемой погрешности которых задаются в форме графиков, таблиц или сложных функций входной, измеряемой или воспроизводимой величины. К буквам при этом допускается присоединять индексы в виде арабской цифры. Чем меньше пределы допускаемой погрешности, тем ближе к началу алфавита должна быть буква и тем меньше цифра.

Основной называется погрешность, соответствующая нормальным условиям применения СИ. Эти условия устанавливаются НТД на виды СИ или отдельные их типы. Установление условий применения и особенно нормальных условий применения является весьма важным для обеспечения единообразия метрологических характеристик СИ. В противном случае погрешности СИ одного и того же типа, отнесенные к различным внешним условиям, будут несопоставимы.

Для большинства средств измерений нормальными считаются следующие внешние условия:

· температура окружающей среды (293± 5) К;

· относительная влажность 65% ± 15%;

· атмосферное давление 101,3 кПа ± 4 кПа (750 мм рт. ст. ± 30 мм рт. ст.);

· напряжение питания 220 ± 2% (220 ± 10).

Например, для концевых мер длины классы точности средств измерений характеризуют пределы допускаемых отклонений от номинального размера и влияние изменений температуры, а также допустимую непараллельность рабочих поверхностей и отклонение их от идеальной плоскости. Введение классов точности средств измерений облегчает стандартизацию средств измерений и их подбор для измерений с требуемой точностью.

1.3 Метрологические характеристики средств измерений

Метрологические свойства средств измерения - это свойства, оказывающие непосредственное влияние на результаты проводимых этими средствами измерений и на погрешность этих измерений.

Количественно-метрологические свойства характеризуются показателями метрологических свойств, которые являются их метрологическими характеристиками.

Метрологические свойства средств измерения подразделяются на:

1) свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения;

2) свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения.

Свойства, устанавливающие сферу применения средств измерения, определяются следующими метрологическими характеристиками:

1) диапазоном измерений;

2) порогом чувствительности.

Диапазон измерений - это диапазон значений величины, в котором нормированы предельные значения погрешностей.

Порог чувствительности - это минимальное значение измеряемой величины, способное стать причиной заметного искажения получаемого сигнала.

Свойства, определяющие прецизионность и правильность полученных результатов измерения, определяются следующими метрологическими характеристиками:

1) правильность результатов;

2) прецизионность результатов. н

Точность результатов, полученных некими средствами измерения, определяется их погрешностью.

Погрешность средств измерения - это разность между результатом измерения величины и настоящим (действительным) значением этой величины. Базой сравнения является значение, показанное средством измерения, стоящим выше в поверочной схеме, чем проверяемое средство измерения.

?Qn = Qn -Q0,

где ?Qn- погрешность проверяемого средства измерения;

Qn - значение некой величины, полученное с помощью проверяемого средства измерения;

Q0 - значение той же самой величины, принятое за базу сравнения (настоящее значение).

Нормирование метрологических характеристик - это регламентирование пределов отклонений значений реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений. Главная цель нормирования метрологических характеристик - это обеспечение их взаимозаменяемости и единства измерений.



2. ПОВЕРКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1 Поверка средств измерений и ее виды

Согласно закону Республики Беларусь “Об обеспечении единства измерений” и стандарту СТБ 8003-93 “Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения” в метрологических государственных органах и субъектах хозяйствования независимо от форм собственности должны использоваться следующие основные понятия.

Поверка средств измерений -- совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (ГМС) и субъектами хозяйствования с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным требованиям.

Средства измерений -- это технические устройства, предназначенные для измерений.

Единство измерений -- это система измерений, при которой их результаты выражаются в единицах величин, установленных законодательством, и погрешности измерений известны с заданной вероятностью.

Индикатор -- устройство или вещество, которое указывает на наличие определенной физической величины, при этом не обязательно объясняет ее значение.

Межповерочный интервал -- интервал времени, указанный в документе по поверке, в течение которого СИ должно удовлетворять установленным требованиям.

Эталон единицы величины -- средство измерений, предназначенное для воспроизводства и (или) хранения единицы величины с целью передачи ее размера другим СИ.

Национальный эталон единицы величины -- эталон, признанный решением Государственного органа и служащий основой для установления значений всех других эталонов единицы данной величины.

Метрологическая служба -- совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений.

Субъекты хозяйствования -- юридические лица (не зависимо от вида производства, характера деятельности, формы собственности и ведомственной принадлежности), а также предприниматели без статуса юридического лица, осуществляющие хозяйственную деятельность на территории РБ.

Калибровка СИ -- совокупность операций, выполняемых с целью определения действительных значений МХ.

Метрологическая аттестация (МА) -- исследование СИ, выполняемое органами ГМС либо субъектами хозяйствования для установления метрологических свойств этих средств и выдачи документа с указанием полученных данных.

Методика выполнения измерений (МВИ) -- установленная совокупность правил и процедур при измерении, выполнение которых обеспечивает получение результатов измерений с допустимой погрешностью.

Государственный метрологический надзор -- деятельность органов ГМС по поверке соблюдения установленных метрологических норм и правил.

Метрологический контроль -- деятельность субъектов хозяйствования по поверке соблюдения установленных метрологических норм и правил.

Аккредитация лабораторий (центров) -- официальное признание того, что лаборатория (центр) субъекта хозяйствования правомочна осуществлять поверку или калибровку типов или видов СИ либо конкретные испытания (измерения).

Одной из основных задач деятельности метрологической службы Республики Беларусь является поверка средств измерений. Поверку СИ проводят органы Госстандарта или субъекты хозяйствования с целью установления их соответствия метрологическим и техническим требованиям, установленным в нормативных документах (НД), и признания СИ пригодными к применению.

В зависимости от того, какой метрологической службой выполняется поверка, она подразделяется на государственную и ведомственную.

Обязательной государственной поверке подлежат СИ, используемые в торговле, здравоохранении, обеспечении защиты и безопасности государства, промышленности, строительстве, сельском хозяйстве, гидрометрии, связи, коммунальном хозяйстве, на транспорте и других сферах деятельности при: проведении торгово-коммерческих, таможенных, почтовых и налоговых операции;

-диагностике и лечении заболевания человека;

-контроле за медикаментами;

-контроле за состоянием окружающей среды;

-хранении, перевозке и уничтожении токсичных, легких на возгорание, взрывчатых и радиоактивных веществ;

-контроле за безопасностью и условиями труда;

-определении безопасности и качества продукции, соответствия ее реальных характеристик заданным;

-контроле за всеми видами сырья и продуктов питания;

-проведении испытаний, поверке и метрологической аттестации СИ;

-проведении измерений, результаты которых служат основанием для регистрации национальных и международных спортивных рекордов.

Перечень средств измерений, подлежащих обязательной поверке в органах ГМС, устанавливается Госстандартом.

Другие СИ подлежат поверке МС субъектов хозяйствования. В отдельных случаях по согласованию с Госстандартом допускается замена обязательной государственной поверки поверкой в метрологических службах субъектов хозяйствования. СИ, поверка которых не может быть обеспечена субъектами хозяйствования, предоставляются на поверку либо в органы ГМС, либо на предприятия, в организации и учреждения других министерств и ведомств, имеющих право такой поверки.

Предельный срок нахождения СИ, поступивших на государственную поверку при условии представления их в соответствии с графиком государственной поверки, составляет 15 дней. Процедура поверки регламентируется специальной НД: стандартами на методы и средства поверки, инструкциями по поверке, методическими указаниями и т.д.

Как правило, поверку СИ проводят по методикам поверки, разработанным в соответствии с требованиями РД РБ 50.8103 и утвержденными в результате проведенных государственных испытаний по СТБ 8001 или МА по СТБ 8004.-93. Право проведения поверки предоставлено поверителям -- лицам, прошедшим обучение, сдавшим экзамены в учебных заведениях Госстандарта. Допускается проведение поверочных работ не только служащими метрологических служб, но также работниками других подразделений предприятия. Это положение позволяет совмещать поверку СИ с операциями по выходному техническому контролю СИ, которые выпускаются из производства.

Организацию и проведение поверки обеспечивают органы ГМС, аккредитованные поверочные лаборатории и МС субъектов хозяйствования. Метрологические службы субъектов хозяйствования, поверяющие собственные СИ, должны быть зарегистрированы в органах Госстандарта в установленном порядке. При поверке СИ для других организаций эти службы должны быть аккредитованы в системе аккредитации поверочных и испытательных лабораторий согласно положениям СТБ 941.2 - 93.

Поверку средств измерений органы метрологической службы могут производить в стационарных и передвижных поверочных лабораториях, непосредственно на предприятиях и в сельскохозяйственных организациях путем командирования поверителей.

Результаты поверки оформляются протоколом по форме, установленной в НД по поверке. В протокол вносят наименование и МХ применяемых ОСИ и результаты измерений. Все материалы, содержащиеся в протоколе, подвергаются анализу и обработке, на основании которых делается вывод о годности или негодности СИ к применению. Вывод фиксируется в протоколе, имеющем статус основного юридического документа. На поверенные СИ ГМС выдаются свидетельства, а ведомственными МС - аттестаты.

2.1.1 Виды поверок

Средства измерений должны подвергаться первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверке.

Первичная поверка - проводится при выпуске средств измерений в эксплуатацию из производства и ремонта. Она не исключает поверочных операций, которые осуществляют в соответствии с принятой технологией изготовления и ремонта на промежуточных стадиях производственного процесса.

Периодическая поверка - проводится при эксплуатации и хранении приборов через межповерочные интервалы, установленные с расчетом обеспечения исправности средств измерений на период между поверками.

Межповерочные интервалы устанавливаются при проведении государственных приемочных испытаний или метрологической аттестации СИ, исходя из показателей надежности. Они должны гарантировать метрологическую исправность СИ в период между поверками. Годовые календарные графики периодической поверки утверждаются руководством предприятия. Графики составляются отдельно для СИ, представленных на поверку в Государственную метрологическую службу и метрологическую службу субъектов хозяйствования. СИ, находящиеся на хранении, срок которого превышает межповерочный интервал, не подвергаются периодической поверке при условии соблюдения нормативных требований к их консервации, условий хранения, вида консервации и упаковки, такие СИ подвергаются поверке перед началом эксплуатации.

В метрологической практике имеются сигнализирующие средства (индикаторы), которые не относятся к СИ и не поверяются. Право перевода СИ в разряд индикаторов предоставлено метрологическим службам субъектов хозяйствования. Согласно НД на лицевой стороне таких средств должно быть нанесено обозначение «И».

Средства измерений, используемые в учебных целях, периодической поверке не подвергаются, и на них наносится обозначение «У», использовать такие средства для измерений запрещено.

Внеочередная поверка - должна проводиться при эксплуатации (хранении) средств измерений вне зависимости от сроков периодической поверки:

а) когда необходимо удостовериться в исправности;

б) при вводе в эксплуатацию средств измерений, поступающих по импорту;

в) при проведении работ по корректированию межповерочных интервалов;

г) при контроле результатов периодической поверки;

д) когда средства измерений устанавливаются в эксплуатацию после истечения половины гарантийного срока.

Инспекционная поверка - проводится для выявления исправности средств измерений, выпускаемых из производства или ремонта и находящихся в обращении; при проведении метрологической ревизии на предприятиях. Ей подлежат средства измерений вне зависимости от их назначения.

Экспертную поверку -- осуществляют при проведении метрологической экспертизы средств измерений органами государственной метрологической службы. Эту поверку проводят с целью обоснования заключения о пригодности СИ к применению по письменному требованию милиции, судебно-следственных органов и Госарбитража, а также по заявкам предприятий и организаций с указанием причины.

Если данные экспертной поверки свидетельствуют о злоупотреблениях, руководитель органа государственной метрологической службы обязан сообщить об этом в следственные органы.

Результаты экспертной поверки отражаются в заключении, которое утверждается руководителем органа государственной метрологической службы.

Результаты всех видов поверок ведомственная метрологическая служба должна регистрировать в паспорте, по специальной форме, утвержденной в Госстандарте.

Задача метрологической ревизии - установить соответствие средств измерения и применяемых методов измерений современным требованиям народного хозяйства, а так же проверить готовность средств измерений к выполнению измерений с нормированной точностью.

Метрологическую экспертизу проводят при возникновении спорных вопросов по метрологическим свойствам, методам и средствам поверки, исправности средств измерений и пригодности их к применению.

2.1.2 Операции, выполняемые при поверке.

1.Внешний осмотр и проверка его исправности, строго говоря, выходят за рамки понятия «поверка». Однако в практике под поверкой понимают совокупность операций, как по определению погрешностей, так и по проверке исправности средств измерений, в связи с тем, что большинство из этих операций позволяет убедиться в отсутствии неисправностей, которые могут нарушить нормальные действия или увеличить их погрешности.

Внешний осмотр средств измерений в большинстве случаев является очень существенной операцией. Нередко при этом можно обнаружить кажущиеся на первый взгляд незначительными дефекты, снижающие надежность средств измерений, предназначенных для эксплуатации в течение длительного времени.

Частым повреждением являются трещины на стекле, закрывающем шкалу или другие части измерительного прибора. Как ни плотно сомкнутыми кажутся края трещины, через нее проникает пыль, которая, осаждаясь на трущихся частях механизма, может ускорить их износ и недопустимо увеличить трение.

В ряде измерительных приборов при внешнем осмотре проверяют уравновешенность подвижной части.

2.Ревизия прибора

1) Установка прибора в рабочее положение.

2) Проверка исправности прибора.

3) Чистка контактных поверхностей.

4) Смазка

3. Проверка сопротивлений изоляции токоведущих частей.

4. Определение основной погрешности и вариации показаний.

5.Проверка работы переключателя входных каналов.

6. Определение погрешности срабатывания контактов сигнальных устройств.

7. Проверка работы дополнительных устройств, встроенных в прибор.

8. Проверка лентопротяжного механизма и качества записи.

При установке прибора в рабочее положение производится:

1.очистка от пыли;

2.удаление с деталей прибора антикоррозийной смазки;

3. снятие арретиров и освобождение деталей, закрепленных на время транспортировки;

4.установка нужной скорости передвижения диаграммной ленты или цикла печатания;

5.заполнение маслом редукторов двигателей, корпусов переключателей;

6.установка нормальных элементов;

7. включение прибора и проверка его работоспособности.

2.2 Результаты поверки средств измерений

Положительный результат поверки может быть удостоверен государственным поверительным клеймом или клеймом субъектов хозяйствования, которое наносится на СИ или эксплуатационные документы (паспорта, свидетельства, аттестаты) в соответствии с требованиями НД на методы и средства поверки.

Правила изготовления, хранения и применения поверительных клейм представлены в РД РБ 50.8104-92 «Клейма поверительные. Правила применения и хранения». Поверительные клейма подразделяются на:

-государственные;

-субъектов хозяйствования;

-клейма-гасители.

Государственные поверительные клейма изготавливаются круглой формы. Эту форму клейма могут иметь и МС, имеющие разрешение Госстандарта на поверку СИ, подлежащих государственной поверке. Клейма субъектов хозяйствования изготавливаются квадратной формы. Прямоугольная форма клейма указывает на проведение первичной поверки метрологической службой предприятий (при выпуске СИ из производства).

Клейма могут изготавливаться из следующих материалов: каучука, дерева, стали, цветных металлов.

Государственные поверительные клейма должны содержать следующую информацию:

-две последние цифры года применения клейма;

-шифр регионального органа Госстандарта;

-индивидуальный знак государственного поверителя.

Поверительные клейма субъектов хозяйствования содержат:

-номер регистрационного удостоверения;

-две последние цифры года применения клейма;

-индивидуальный знак поверителя.

Рабочую документацию на государственные поверительные клейма (ГПК) разрабатывают органы Госстандарта, Изготовление поверительных клейм осуществляется в централизованном порядке на ПО «Эталон» по заявкам. После изготовления клейма должны быть приняты ОТК и экспертной комиссией по клеймам. Оттиски ГПК и один экземпляр акта их приемки направляется в Госстандарт, где они хранятся в течении срока действия клейма.

Прием ГПК у заказчика осуществляет приемочная комиссия с составлением акта, где отражается сохранность и соответствие клейм описи вложений. После чего назначается ответственной лицо, отвечающее за работы по хранению, учету и выдаче ГПК.

С полученных клейм делают оттиски, которые хранят в течение срока действия клейм. С остальных круглых и фигурных клейм размером 6 мм делают по два оттиска на алюминиевую фольгу; с плашек размером 8 и 12 мм - по два оттиска на пломбы, для которых они предназначены; с каучуковых клейм размером 18 мм - по одному оттиску на плотную бумагу.

Все поверительные клейма должны храниться в несгораемых сейфах под печатью ответственного лица. При отсутствии ответственного лица выдачу и прием клейм осуществляет комиссия, назначаемая руководителем ГМС, с составлением соответствующего акта.

Ежеквартально со стороны руководства осуществляется контроль по учету и состоянию клейм с занесением результатов проверки в журнал выдачи и получения ГПК. Журнал должен быть пронумерован, прошнурован и скреплен печатью.

Работать с ГПК имеют право только работники системы Госстандарта, прошедшие специальное обучение и имеющие квалификацию государственного поверителя. Категорически запрещается передавать клейма другим лицам.

Согласно НД практикуется следующий порядок выдачи и регистрации ГПК: клейма ежедневного пользования сдают в конце рабочего дня; при выполнении поверочных работ более недели - в последний рабочий день каждой недели; при командировках в другие пункты республики, области, районы - в первый день по возвращении поверителя.

Поверитель при получении ГПК должен убедиться в сохранности нанесенных на них символов и знаков, проверить прочность соединения каучуковых клейм, исправность пломбиров и состояние специальных сумок для их переноски. В случае порчи или потери клейма государственный поверитель в письменной форме сообщает руководству о случившемся. Руководитель назначает служебное расследование и по его результатам издает приказ, копию которого направляет в Госстандарт и БелГИМ. В журнале выдачи и приемки производится запись номера и даты приказа о принятых мерах.

Государственный поверитель, дважды нарушивший правила пользования клеймами, лишается права поверки СИ.

В случае обнаружения значительных материальных потерь или умышленного нарушения правил пользования ГПК, материалы служебного расследования передаются в следственные органы.

При увольнении поверителя закрепленные за ним клейма с индивидуальным знаком изымаются из употребления приказом и гасятся в установленном порядке. Порядок оформления и сдача клейм для гашения осуществляется согласно НД.

В случае отрицательных результатов поверки СИ бракуется, заказчику выдается извещение о его непригодности с указанием причин. При этом оттиск поверительного клейма подлежит погашению, а свидетельство аннулируется.

2.3 Классификация методов поверки

Под методами поверки понимают методы передачи размера единиц физической величины. В основу классификации применяемых методов поверки положены следующие признаки, в соответствии с которыми СИ могут быть поверены:

1) без использования компаратора или прибора сравнения, то есть непосредственным сличением поверяемого СИ с эталонным СИ того же вида;

2) сличением поверяемого СИ с эталонным СИ того же вида с помощью компаратора или других средств сравнения;

3) прямым измерением поверяемым СИ значения физической величины, воспроизводимой эталонной мерой;

4) прямым измерением эталонным СИ значения физической величины, воспроизводимой подвергаемой поверке мерой;

5) косвенным измерением величины, воспроизводимой мерой или поверяемым прибором, подвергаемыми поверке;

6) путем независимой (автономной) поверки.

Рассматриваемые методы поверки могут иметь свои разновидности, однако по своей сути они могут быть сведены к одному из перечисленных выше методов.

Метод непосредственного сличения

Этот метод широко применяется при поверке различных средств измерений и т.д. Например, в области электрических и магнитных измерений этот метод применяют при определении метрологических характеристик измерительных приборов непосредственной оценки предназначенных для измерения тока, напряжения, частоты и т.д.; в области измерения механических величин, в частности, давления. Основой метода служит одновременное измерение одного и того же значения физических величин X анаологичным по роду измеряемой величины поверяемым и образцовым приборами. При поверке данным методом устанавливают требуемое значение X, затем сравнивают показания поверяемого прибора X с показаниями X0 образцового и определяют разность D= X - X0. Разность равна абсолютной погрешности поверяемого прибора, которую приводят к нормированному значению Xn для получения приведенной погрешности Y.

Этот метод может реализовываться двумя способами:

регистрацией смещений. При этом показание индикатора поверяемого прибора путем изменения входного сигнала устанавливают равным поверяемому значению, а погрешность определяют как разность между показанием поверяемого прибора и действительным значением, определяемым по показаниям образцового прибора.

Отсчётом погрешности по показанию индикатора поверяемого прибора. При этом номинальное значение размера физической величины устанавливают по образцовому прибору, а погрешность определяют как разность между номинальным значением и показанием поверяемого прибора.

Первый способ удобен тем, что дает возможность точно определить погрешность по образцовому прибору, имеющему, как правило, более высокую разрешающую способность.

Второй способ удобен при автоматической поверке, так как позволяет поверять одновременно несколько приборов с помощью одного образцового стредства измерения. Недостатки этого способа: нелинейность и недостаточная разрешающая способность поверяемых приборов. Достоинства метода непосредственных сличений: простота, отсутствие необходимости применения сложного оборудования и др.

Метод сличения при помощи компаратора (прибора сравнения)

Этот метод заключается в том, что в ряде случаев невозможно сравнить показания двух приборов, например, вольтметров, если один из них пригоден для измерений только в цепях постоянного тока, а другой - переменного; нельзя непосредственно сравнить размеры мер магнитных и электрических величин. Измерение этих величин выполняют введением в схему поверки некоторого промежуточного звена - компаратора, позволяющего косвенно сравнивать две однородные или разнородные физическиевеличины. Компаратором может быть любое средство измерения, одинаково реагирующее на сигнал образцового и поверяемого средств измерений.

При сличении мер сопротивления, индуктивности, емкости в качестве компараторов используют мосты постоянного или переменного тока, а при сличении мер сопротивления и ЭДС-потенциометры.

Сличение мер с помощью компараторов осуществляют методами противопоставления и замещения. Общим для этих методов поверки средств измерений является выработка сигнала о наличии разности размеров сравниваемых величин. Если этот сигнал подбором, например, образцовой меры или принудительнымо изменением ее размера будет сведен к нулю, то это нулевой метод. Если же на входе компаратора при одновременном воздействии размеров сличаемых мер измерительный сигнал указывает на наличие разности сравниваемых размеров, то это дифференциальный метод.

Применение в ходе поверки метода противопоставления позволяет уменьшить воздействие на результаты поверки влияющих величин ввиду того, что они практически одинаково искажают сигналы, подаваемые на вход компаратора.

Достоинства метода замещения заключаются в последовательном во времени сравнении двух величин. То, что эти величины включаются последовательно в одну и ту же часть компаратора, повышает точность измерений по сравнению с другими разновидностями метода сравнения, где несимметрия цепей, в которые включаются сравниваемые величины, приводит к возникновению систематической погрешности. Недостаток нулевого метода замещения - необходимость иметь средство измерений, позволяющее воспроизводить любое значение известной величины без существенного понижения точности. Особенностью дифференциального метода при проведении измерений и, в частности, поверки является возможность получения достоверных результатов сличения двух средств измерений даже при применении сравнительно грубых средств для измерения разности. Вместе с тем реализация этого метода требует наличия высокоточной образцовой меры с номинальным значением, близким к номинальному значению сличаемой меры.

Метод прямых измерений

Этот метод предъявляет к мерам, используемым в качестве образцовых средств измерений, ряд специфических требований. Наиболее характерными из них являются: возможность воспроизведения мерой той физической величины, в единицах которой градуировано поверяемое средство измерений, достаточный для перекрытия всего диапазона измерений поверяемого средства измерений диапазон физических величин, воспроизводимых мерой; соответствие точности меры, а в ряде случаев ее типа и плавности изменения размера требованиям, оговариваемым в НТД на методы и средства поверки средств измерений данного вида.

Как и при поверке методом непосредственного сличения, определение основной погрешности поверяемого средства измерений проводят двумя рассмотренными ранее способами.

Реализовать 1-й способ, обладающий рядом преимуществ, можно только при наличии магазина мер, позволяющего достаточно точно плавно изменять воспроизводимую или физическую величину. В ряде случаев непосредственно измерить размер меры поверяемым средством измерений некоторую промежуточную величину, которую в свою очередь непосредственно сопоставляют со значением образцовой меры. Например, поверка вольтметров сличением их показаний с мерой ЭДС с помощью потенциометра постоянного тока.

Широкое применение метод прямых измерений находит при поверке мер электрических и магнитных величин. Особенно он эффективен при поверке мер ограниченной точности.

Метод косвенных измерений величины, воспроизводимой мерой или измеряемой прибором.

При реализации этого метода о деиствительном размере меры и измеряемой поверяемым прибором величины судят на основании прямых измерений нескольких величин, связанных с искомой вели чиной, определенной зависимостью. Метод применяется тогда, когда действительные значения величин, воспроизводимые или поверяемые поверяемым средством измерений, невозможно определить прямым измерением или когда косвенные измерения более просты или более точны по сравнению с прямыми.

На основании прямых измерений и по их данным выполняют расчет. Только расчетом, основанным на определенных зависимостях между искомой величиной и результатами прямых измерений, определяют значение величины, т.е. находят результат косвенного измерения. Например, определяют систематическую составляющую относительной погрешности электрического счетчика активной энергии с помощью ваттметра и секундометра. Погрешность поверяемого счетчика, %, находят по формуле:

,

где W₀- действительное значение электрической энергии по показаниям образцовых приборов; Wn - значение электрической энергии по показаниям поверяемого счетчика. Для определения Wn необходимо знать постоянную счетчика C, которая обычно не указывается. Но на счетчике указано число оборотов диска A, соответствующее энергии 1 кВт.ч. Постоянная C = 3600*1000/A [Вт.с/об], а измеренная поверяемым счетчиком энергия . Если по показаниям образцового ваттметра установить действительное значение мощности P₀ и поддерживать ее неизменной в течение времени t₀, определяемого по образцовому секундомеру, то действительное значение энергии W₀ можно определить расчетом по формуле . В практике поверки для расчета погрешности чаще применяют формулу:

где t_н -нормальное время поверяемого счетчика, т.е. время, за которое диск правильно работающего счетчика должен сделать N оборотов при заданной мощности P; P - показание (сумма показаний) образцовых ваттметров, Вт: Число оборотов N выбирают таким, чтобы при данной мощности P показание секундомера t было не менее 50 с, а относительная погрешность измерения времени не превышала допускаемой.

.

При поверке счетчика методом косвенного измерения энергии образцовым ваттметром и секундомером суммарная погрешность образцовых средств изиерений складывается из погрешностей образцовых ваттметра и трансформатора тока, погрешности секундомера и субъективных погрешностей, вызванных ошибками поверителя при пуске и остановке секундометра. Последняя достигает 0,3 с, т.е. при времени измерения t = 50 с составляет 0,6%. Следовательно, по сравнению с составляющими погрешности: ваттметра 0,2-0,3%; трансформатора тока 0,1%; секундомера 0,1...0,2%, ошибка поверителя существенно влияет на точность показаний, а поэтому ГОСТ 8.259-77 предусматривает, что при каждой нагрузке должно быть выполнено два наблюдения. Это делают, дважды отсчитывая число оборотов, измеряя время двумя секундомерами.

За действительное значение времени для данной нагрузки принимают среднее арифметическое двух наблюдений. Если значение погрешности счетчика, определенное по результатам двух наблюдений, близко к предельно допускаемому, то проводят дополнительно два наблюдения при данной нагрузке и вычисляют среднее арифметическое четырех наблюдений, которое и является окончательным. Таким образом, при выполнении поверки методом косвенных измерений величин, измеряемых поверяемыми приборами или воспроизводимых подвергаемыми поверке мерами, следует учитывать тот факт, что конечный результат косвенного измерения всегда отягощен составляющими погрешностями прямых измерений.

Метод независимой (автономной) поверки

Автономная поверка это поверка без применения эталонных СИ. Она применяется при разработке особо точных СИ, которые невозможно или очень сложно поверить одним из рассмотренных выше методов поверки ввиду отсутствия еще более точных СИ с соответствующими пределами измерении. Суть этой поверки, которая наиболее часто используется для поверки приборов сравнения, заключается в сравнении величин, воспроизводимых отдельными элементами поверяемого СИ с величиной, выбранной в качестве опорной и конструктивно воспроизводимой в самом поверяемом СИ. Например, при поверке m-ной декады потенциометра необходимо убедиться в равенстве падений напряжений на каждой n-ной ступени этой декады. Для этого, выбрав в качестве опорной величины сопротивление первой ступени декады, можно поочередно сравнивать с помощью компаратора падение напряжения на каждой n-ной ступени с падением напряжения на этом сопротивлении. Метод трудоемок, но обладает высокой точностью.

Реализация рассмотренных выше методов поверки осуществляется с помощью способов комплектной и поэлементной поверки.

Комплектная и поэлементная поверки

При комплектной поверке средство измерений поверяют в полном комплекте его составных частей, без нарушения взаимосвязей между ними. Погрешности, которые при этом определяют, рассматривают как погрешности, свойственные поверяемому средству измерений как единому целому. При этом средство измерений находится в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации, что позволяет в ходе поверки выявить многие, присущие поверяемому средству измерений недостатки: дефекты внутреннего монтажа, неисправности переключающих устройств и т.п. С учетом простоты и хорошей достоверности результатов, комплектной поверке всегда, когда это возможно отдают предпочтение.

В случае невозможности реализации комплектной поверки, ввиду отсутствия эталонных средств измерений, несоответствия их требованиям точности или пределам измерений, применяют поэлементную поверку. Поэлементная поверка средств измерений это поверка, при которой его погрешности определяют по погрешностям отдельных частей. Затем по полученным данным расчетным путем определяют погрешности, свойственные поверяемому средству измерений как единому целому. При этом предполагают, что закономерности взаимодействия отдельных частей средства измерений точно известны, а возможности посторонних влияний на его показания исключены и поддаются точному учету.

О комплектной поверке мы говорим тогда, когда средство измерений поверяют как единое целое. При поэлементной поверке СИ разбивают на узлы, блоки и поверят каждый блок отдельно, а потом расчетным путем определяют погрешность всего СИ.

Иногда применение поэлементной поверки оказывается единственно возможным. Часто ее используют при поверке сложных СИ, состоящих из компаратора со встроенными в него образцовыми мерами. Следует особо отметить, что по результатам поэлементной поверки, если действительная погрешность превышает допускаемую, то можно непосредственно установить причину неисправности СИ.

Существенным недостатком поэлементной поверки является ее трудоемкость и сложность реализации по сравнению с комплектной поверкой.

Система передачи размеров единиц физических величин от эталонов рабочим СИ. Поверочные схемы

Для обеспечения единства измерений необходима тождественность единиц, в которых проградуированы все СИ одной и той же физической величины. Это достигается путем точного воспроизведения и хранения установленных единиц физической величины и передачи их размеров применяемым СИ.

Воспроизведение, хранение и передача размеров единиц осуществляется с помощью эталонов.

2.4 Поверочные схемы

Важнейшими составными частями систем воспроизведения единиц и передачи их размеров являются поверочные схемы -- нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерения участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим средствам измерения, с указанием методов и погрешностей при передаче. Передача размера единицы физической величины рабочим средствам измерений осуществляется при их поверке или калибровке с использованием рабочих эталонов разных разрядов.

Основные положения о поверочных схемах регламентированы ГОСТ 8.061-80 «Поверочные схемы. Содержание и построение».

Различают государственные и локальные поверочные схемы. Из них основная -- государственная поверочная схема. Она представляет собой своего рода каркас метрологического обеспечения вида измерений, устанавливает порядок передачи размеров единицы какой-либо величины от государственного эталона к вторичным эталонам и далее к рабочим средствам измерений, определяет требования к средствам и методам поверок. Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране, например, на средства измерений электрического напряжения в определённом диапазоне частот. Устанавливая многоступенчатый порядок передачи размера единицы ФВ от государственного эталона, требования к средствам и методам поверки, государственная поверочная схема представляет собой как бы структуру метрологического обеспечения определённого вида измерений в стране.

Локальные схемы строятся на основе государственных. Локальные поверочные схемы распространяются на средства измерений, подлежащие поверке в данном метрологическом подразделении на предприятии, имеющем право поверки средств измерений, и оформляются в виде стандарта предприятия. Локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным и должны учитывать их требования применительно к специфике конкретного предприятия.

Государственные поверочные схемы разрабатываются метрологическими институтами. Локальные поверочные схемы - предприятиями. Локальные схемы составляются при наличии более 2-х ступеней передачи размера единиц, они не должны противоречить государственным поверочным схемам.

...