Метрологические основы поверки и калибровки средств измерений

Элементами поверочной схемы являются наличие государственного эталона, эталонов-копий, эталонов-свидетелей, рабочих эталонов, образцовых средств измерения и рабочих средств измерения, а также методов передачи размеров.

Поверочные схемы состоят из текстовой части и чертежа. В чертеже указывается наименования СИ, диапазоны значений физических величин, обозначение и оценка погрешности, наименование метода поверки. Текстовая часть состоит из вводной части и пояснений к элементам поверочной схемы.

ОСИ - образцовые средства измерения; 2 - метод сличения передачи размера единицы



3. КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

3.1 Калибровка средств измерений

Этот вид метрологической деятельности может осуществляться по двум направлениям: калибровка высокоточных средств измерений; калибровка образцовых и рабочих СИ.

Первое направление в метрологической практике традиционное и использовалось давно в тех случаях, когда по мере продвижения вверх по поверочной схеме от рабочих СИ к эталонам неизбежно сокращается число СИ различных по номинальному значению. На верхних ступенях поверочной схемы часто имеется СИ (мера, эталон) только одного значения. Известно, что повышение точности СИ неизбежно связано с сокращением диапазона измерений по их шкале. Поэтому на некоторой ступени поверочной схемы иногда разности поверяемых значений поверяемой и ближайшей к ней по разряду исходной меры превышает диапазон измерения измерительного прибора соответствующего данному разряду точности. В этих случаях поверка осуществляется способом калибровки.

Этот способ калибровки заключается в сравнении различных мер, их сочетаний или отметок шкал многозначных мер в различных комбинациях и вычислении по результатам этих сравнений действительных значений отдельных мер или отметок шкалы (или поправок к ним) исходя из известного значения одной из них. В результате сравнения получается система уравнений, решением которого находятся действительные значения мер. Если число уравнений равно числу мер, то действительные значения мер и погрешности их аттестации находят с помощью методов обработки результатов косвенных измерений. С целью повышения точности аттестации необходимо увеличивать число уравнений, что позволит определить действительное значение мер методом обработки результатов совокупных измерений.

В качестве примера рассмотрим калибровку гирь из стандартных наборов, состоящих их гирь массой 500; 200; 200*; 100; 50; 20; 20*; 10; 5; 2; 2* и 1г.

Сличение гирь производится с рабочим эталоном массой 1 кг (1000 г) одним из методов точного взвешивания на весах 1 разряда повышенной точности, например с гирями массой 500; 200; 200*; 100 г.

Тогда первое сличение будет иметь вид:

1000 - (500 + 200 + 200* + 100) = а₁,

где а₁ - результат первого сличения

Затем гири 500 г набора сличают с суммой гирь массой 200; 200 и 100 г и получают уравнение

500 - (200 + 200* + 100) = а₂ ,

где а₂ результат второго сличения.

Аналогично проводятся сличения с остальными гирями набора и составляются следующие уравнения:

200 - (100 + 50 + 20 + 20* + 10) = а₃ ;

200* - (100 + 50 + 20 + 20* + 10) = а₄ ;

100 - (50 + 20 + 20* + 10) = а₅ ;

50 - ( 20 + 20 + 10) = а₆ ;

20 - (10 + 5 + 2 + 2* + 1) = а₇ ;

20* - (10 + 5 + 2 + 2* + 1) = а₈ ;

10 - (5 - 2 + 2* + 1) = а₉ ;

5 - (2 + 2* + 1) = а₁₀ ;

2 - (1 + о) = а₁₁ ;

2* - (1 + о) = а₁₂ ;

1 - о = а₁₃.

Примечание: гиря о берется из другого набора для пополнения и окончания серии уравнений.

В результате проведенных сличений получены тринадцать уравнений с тринадцатью неизвестными. Решив эту систему уравнений, находим действительные значения масс гирь набора.

Второе направление калибровочной деятельности сложилось в настоящее время, когда работы по метрологическому обеспечению все более интенсивно начинают проводиться в сфере, непосредственно не включенной в область законодательной метрологии. Это обусловлено тем, что данная деятельность, проводимая в разных субъектах хозяйствования (на государственных предприятиях, в НИИ и в частных фирмах) соответствующими метрологическими службами, способствует, в первую очередь, повышению качества выпускаемой продукции и увеличению ее конкурентоспособности.

Инициатором работ в области метрологического обеспечения выступают в данном случае сами субъекты хозяйствования, которые прежде всего заинтересованы в их результатах.

Становление нового вида метрологической деятельности на территории Республики Беларусь связано с определенными трудностями методического и организационного характера. Это в первую очередь касается терминов и определений. Так, в «Законе об обеспечении единства измерений» и СТБ 8014-2000 имеются разночтения в определении термина калибровка. Нет единого подхода в этом вопросе и в международной практике, о чем свидетельствуют данные, приведенные в таблице.



Таблица 1 - Определения термина калибровка

№ п\п	Источник, страна	Определение калибровки
1	Закон Республики Беларусь №420 «Об обеспечении единства измерений»	Совокупность операций, выполняемых с целью определения действительных значений метрологических характеристик
2	СТБ 8014-2000 Калибровка средств измерений. Организация и порядок проведения.	Совокупность операций, которые служат для установления при определенных условиях соотношения между показаниями измерительных приборов или измерительных систем или значениями величин воспроизводимых материальной мерой или стандартным образцом, и соответствующими значениями величин, воспроизводимых эталоном.
3	ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Термины и определения»	Калибровка меры (набора мер) - поверка меры (набора мер) посредством совокупных измерений.
4	Закон Российской Федерации «Об обеспечении единства измерений»	Калибровка средств измерений - совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений МХ и (или) пригодности к применению СИ, не подлежащего Государственному метрологическому контролю и надзору.
5	Закон Украины «О метрологии и метрологической деятельности»	Калибровка средств измерительной техники - определение в означенных условиях или контроль МХ средств измерительной техники, на которые не распространяется государственный метрологический надзор.
6	Германия, ДКД - 2	Калибровка - деятельность, которая при заданных условиях устанавливает двустороннюю связь между значением, показанным измерительным прибором, измерительным оборудованием или мерой, с одной стороны, и известным значением измеряемой величины, с другой стороны.
7	МИ 2247-93	Калибровка - совокупность операций, устанавливающих соотношение между значениями величины, полученными с помощью СИ, и соответствующим значением величины, определенным с помощью эталона с целью определения действительных МХ этого средства измерения.

Калибровка СИ имеет ряд особенностей и различий по сравнению с поверкой и МА СИ. Эти различия в большей мере касаются методических, организационных, технических и правовых сторон. В таблице приведены сведения об этих различиях.



Таблица 2 - Различия между поверкой, калибровкой и МА СИ

ПОВЕРКА	КАЛИБРОВКА	МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ АТТЕСТАЦИЯ
Сущность операции
-подтверждение метрологических характеристик установленным требованиям и пригодности к применению	- определение действительных значений метрологических характеристик	- оценка (исследование) и нормирование метрологических характеристик
Перечень средств измерений, подлежащих контролю
- для проведения торгово-коммерческих, таможенных, почтовых и налоговых операций; - контроля качества лекарственных средств; - в диагностике и лечении заболеваний; - в ходе контроля состояния окружающей среды; - при хранении, перевозке и уничтожении токсичных, легковоспламеняющихся, взрывчатых и радиоактивных веществ; - в ходе контроля безопасности и условий труда; - при определении безопасности и качества производимой продукции и соответствия ее реальных характеристик предписанным; - в ходе контроля качества всех видов сырья и продуктов питания; - при проведении испытаний, поверке и метрологической аттестации средств измерений.	- специального назначения (ранее не стандартизованные); - прошедшие государственные приемочные испытания и внесенные в Реестр средств измерений, применяемые не в полном диапазоне или при использовании не всех функциональных возможностей; - при проведении поверки которых отсутствует возможность нормирования метрологических характеристик; - требующие определения метрологических характеристик в реальных условиях их эксплуатации, в том числе испытательное и диагностическое оборудование, используемое в процессе измерений; - при передаче размера единиц с отступлением от стандартизованных поверочных схем.	- не подлежащее государственным испытаниям; - передаваемые в эксплуатацию опытные и экспериментальные образцы (за исключением образцов, прошедших государственные приемочные испытания, изготовленные в процессе выполнения ОКР и НИР; - неизменность, стабильность метрологических характеристик которых позволяет устанавливать индивидуальные значения (в том числе серийного производства); - единичные экземпляры серийного производства, применяемые в условиях, отличающихся от условий и режимов, для которых нормированы их метрологические характеристики, либо в конструкцию которых внесены изменения, влияющие на эти характеристики; - импортируемые в единичных экземплярах.
Исполнительные органы
- аккредитованные поверочные лаборатории	- аккредитованные калибровочные лаборатории	- органы государственной метрологической службы; - метрологические службы юридических лиц.
Исполнители
- поверители	-лица, аттестованные для проведения калибровки	- Поверители
Принятие решения о пригодности и возможности применения
- поверители	- пользователи	- Пользователи и \или поверители
Периодичность проведения
- нормативный документ	-владелец	- По мере необходимости
Юридическое оформление результатов
- свидетельство о поверке; - нанесение оттиска поверительного клейма.	- свидетельство о калибровке; - «знак - клеймо» калибровки.	- Свидетельство о метрологической аттестации; - Нанесение оттиска поверительного клейма.
Метрологические характеристики, указываемые в свидетельстве
- диапазон или номинальное значение; - класс точности и\или разряд и \или погрешность.	- действительное значение; - погрешность (неопределенность); вероятность, с которой определена погрешность.	- Диапазон или номинальное значение; - Погрешность.
Условия проведения
- нормальные, установленные в нормативном документе	- реальные, при которых проводилась калибровка	- рабочий диапазон, указанный в эксплуатационной документации



Анализ НД на поверку, калибровку и МА СИ показывает, что при внедрении калибровки в метрологическую деятельность субъектов хозяйствования в организационном отношении необходимо обосновывать перечень калибруемых СИ, ранг исполнительных органов и исполнителей, официальное юридическое оформление заявки и свидетельства калибровки.

В методическом плане при калибровочных работах необходимо учитывать следующие особенности:

- использование утвержденных методик калибровки, учитывающих технические возможности калибровочной службы, а также диапазон ( или дискретные измеряемые значения), в котором должна быть проведена калибровка и погрешность (или неопределенность), с которой должны быть определены измеряемые величины;

- условия проведения;

- обработку результатов измерения;

- оформление результатов калибровки.

В техническом аспекте калибровки в сравнении с поверкой и МА СИ не имеет принципиальных отличий, т.к. при калибровке используются те же эталоны, эталонные (образцовые) разрядные средства. Кроме того, могут использоваться вспомогательные средства и устройства, например, для создания нормальных условий проведения работ.

3.2 Организация и порядок проведения калибровки

Организация и порядок проведения калибровки осуществляется согласно СТБ 8014-200- «Организация и порядок проведения калибровки».

Согласно СТБ 8014 калибровке подвергаются средства измерений, допущенные к применению на территории Республики Беларусь в соответствии с требованиями СТБ 8001 и СТБ 8004, в том числе:

- специального назначения (средства измерений, предназначенные для специальной измерительной задачи в конкретных отраслях);

- применяемые в ограниченном диапазоне измерений или средства измерения, функциональные возможности которых используются не в полном объеме;

- требующие определения метрологических характеристик в реальных условиях применения средств измерения.

Калибровка проводится для определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений и принятия решения об их применении.

Калибровка средств измерений проводится лицами, прошедшими обучение и аттестованными в порядке, установленном Госстандартом.

Периодичность калибровки средств измерений устанавливается владельцем с учетом рекомендаций аккредитованной лаборатории. Межкалибровочный интервал устанавливается в графиках калибровки средств измерений.

Научно-методическое руководство работами по калибровке средств измерений, а также регистрацию типовых методик калибровки осуществляет Белорусский государственный институт метрологии. Надзор за деятельностью калибровочной лаборатории осуществляет орган по аккредитации калибровочных лабораторий.

Надзор за эталонами, вспомогательными средствами измерений и правильностью отнесения СИ к подлежащим калибровке осуществляют органы ГМН. Калибровку средств измерений осуществляют аккредитованные калибровочные лаборатории. Аккредитация калибровочной лаборатории проводится в порядке, установленном Госстандартом.

Средство измерений должно быть представлено на калибровку с эксплуатационными документами или документом, в котором установлены его метрологические характеристики (свидетельство о поверке в соответствии с СТБ 8003, свидетельство о метрологической аттестации в соответствии с требованиями СТБ 8004, свидетельство о калибровке). Форма заявки на проведение калибровки представлена в приложении.

Калибровка средств измерений проводится по типовым методикам калибровки или по методикам, утвержденным руководителем аккредитованной калибровочной лаборатории. Методики калибровки разрабатываются в соответствии с требованиями, изложенными в СТБ 8014-2000.

Порядок проведения калибровки включает:

1. Рассмотрение заявки с целью определения технических возможностей проведения калибровки в соответствии с требованием заказчика. Форма заявки должна содержать следующую информацию:

- наименование калибровочной лаборатории, предприятия, организации;

- наименование предприятия, организации заказчика, адрес, телефон;

- наименование и тип СИ;

- диапазон измерений (дискретные измеряемые величины);

- погрешность измеряемого значения и другие требования, предъявляемые к калибровке;

- должность, подпись, расшифровка подписи заказчика, число, месяц, год.

2. Разработка и согласование (при необходимости) методики калибровки с заказчиком.

3. Проведение калибровки.

4. Оформление результатов калибровки.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Метрология в самом широком понимании представляет собой науку об измерениях, о методах и средствах, обеспечении их единства, о способах достижения требуемой точности. С развитием науки и технологий постоянно создаются новые, все более точные средства измерений (СИ), включая эталоны, совершенствуются методы измерений и передачи единиц физических величин рабочим СИ, а также методы выявления и оценки погрешностей СИ. По метрологическому назначению средства измерений делят на два вида - рабочие средства измерений и эталоны. Рабочие СИ применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и др.

Отличительной особенностью средств измерения является то, что они обладают метрологическими характеристиками, приобретенными в процессе изготовления, и содержат информацию о единице измеряемой физической величины. Исследование метрологических характеристик СИ необходимо для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью, а также для обеспечения возможности установления точности измерений, достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения их между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам. В ходе эксплуатации метрологические свойства изменяются, и в некоторых случаях может наступить метрологический отказ. Для предотвращения метрологических отказов и обеспечения единообразия средств измерений проводят поверку СИ. Государственная (ведомственная) поверка СИ, устанавливающая метрологическую исправность, является формой надзора за средствами измерений.

С процессами измерения в настоящее время имеет дело любой человек. Даже современный быт заполнен приборами и измерениями. Простейший пример измерения -- взвешивание товара в магазине. А про технику говорить вообще не приходится, измерительный прибор главная часть любого производства, а измерение -- важнейшая частью почти любой работы.

Следовательно, определенными познаниями в области метрологии должен обладать любой человек. Хотя бы для того, чтобы представлять, как должны его обслуживать в магазине, чтобы его не обманули, не обвесили, не обсчитали. Метрология должна входить в состав базового образования ребенка, чтобы он мог ориентироваться в современном мире, заполненным приборами и измерениями.

Но для того, чтобы довести метрологические знания до самых широких масс людей, чтобы можно было преподавать ее в школе на уровне примерно пятого класса, чтобы процесс измерения мог грамотно провести любой даже малоквалифицированный работник, метрология должна сама иметь некую базовую основу, доступную для широких масс.

В данной дипломной работе был разработан алгоритм преподавания основ метрологии учащимся УПК при физическом факультете (10 - 11 класс). Кроме того этот материал может быть использован также для преподавания основ метрологии студентам физического факультета специализации «метрология».

Основным результатом дипломной работы стало также подробное рассмотрение различных видов внеклассной работы по метрологии в средней школе, а именно такие, как:

вечер метрологов

конференция

викторина

- физические кружки в младших и старших классах.

Особое внимание уделено такому виду внеклассной работы, как олимпиада, описан примерный алгоритм ее проведения на школьном уровне и изучены принципы подбора олимпиадных задач. Из них подробно рассмотрены непоставленные, проблемные и произвольные задачи и методы их решения, также разработан примерный сценарий проведения школьной олимпиады по физике с элементами метрологии.

Результаты работы могут быть также использованы при проведении факультативных занятий и олимпиад по метрологии в средней школе.

Не маловажным результатом дипломной работы оказалась разработка лабораторных работ с элементами метрологии для учащихся старших классов средней общеобразовательной школы, а также учащихся УПК при физическом факультете и самих студентов физического факультета.

метрологические цифровой средства измерения



СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Белоусов Ю.М., Романова Л.А., Усеинов А.Р. Поверка и калибровка средств электрических измерений. Учебное пособие-Москва: АСМС, 1998.-60 с.

2. Усеинов А.Р. Поверка и калибровка средств электрических измерений. Задачи и методические указания для практических занятий. Учебное пособие-Москва: АСМС, 2006.-39 с.

3. Романова Л.А. Метрологические основы поверки и калибровки средств электрических измерений. Учебное пособие-Москва: АСМС, 2001.-79 с.

4. Сытько В.В. Теоретическая метрология. - Минск: БГУ, 1998.

5. Душина Е.М. Основы метрологии и электрические измерения. - Ленинград 1987.

6. Земельман М.А. Метрологические основы технических измерений. - Москва: Издательство стандартов, 1998.

7. СТБ 8003-93. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Организация и порядок проведения.

8. СТБ 8014-2000. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Калибровка средств измерений. Организация и порядок проведения.



ПРИЛОЖЕНИЕ 1

В ходе данной курсовой работы были разработаны и изучены лабораторные работы по поверке методом сравнения с эталонными средствами измерений и по поверке омметров методом сравнения с эталонными мерами.

РАБОТА 1. ПОВЕРКА МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯ С ЭТАЛОННЫМИ СРЕДСТВАМИ ИЗМЕРЕНИЙ

1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Цель: ознакомление с методами поверки амперметров и вольтметров; определение отклонений показаний приборов путем сравнения их показаний с показаниями эталонных приборов; определение времени установления показаний приборов.

Содержание - поверка амперметра на постоянном токе; поверка амперметра на переменном токе; поверка вольтметра на переменном токе.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка состоит из поверяемых и эталонных приборов, приборов для регулирования тока и напряжения в схемах поверки, измерительных трансформаторов тока и напряжения для расширения пределов измерения эталонных приборов. В силу действия причин различного характера прибор непосредственной оценки показывает значение измеряемой электрической величины А с некоторой ошибкой ?А, называемой абсолютным отклонением показаний прибора

,

где А_и- показания прибора.

Эта запись результата измерений показывает, что истинное значение измеряемой величины А заключено в интервале между А_и -дА и А_и+ДА. Чем точнее прибор, тем меньше величина ?А и, следовательно, меньше интервал.

Абсолютное отклонение

выражается в единицах измеряемой величины. Величина, которую следует прибавлять к измеренному значению А_и, чтобы получить истинное значение А, называется поправкой дА

,

т. е. поправка

.

При поверке приборов методом сравнения с эталонным прибором абсолютное отклонение показаний определяется как

,

где А_П - показания поверяемого прибора при измерении величины А;

А_Э- показания эталонного прибора при измерении этой же величины.

Другими словами, показания эталонного прибора принимаются за действительное, т. е. близкое к истинному, значение измеряемой величины. Это подразумевает выполнение двух условий:

эталонный прибор должен быть, по крайней мере, в три раза точнее поверяемого и иметь шкалу с верхним пределом (номиналом) близким к верхнему пределу поверяемого прибора;

измеряемая величина должна одинаково действовать на поверяемый и эталонный приборы.

Последнее условие обеспечивается правильным выбором схем сравнения.

В работе используются следующие схемы:

схема для поверки амперметра на постоянном токе (рис. 1 ,а), где величина измеряемого тока, проходящего через включенные последовательно поверяемый А_П и эталонный А_Э амперметры, регулируется реостатом r;

схема для поверки амперметра на переменном токе (рис. 1,б). Здесь для регулировки измеряемого тока используется лабораторный автотрансформатор ЛАТР и реостат r. Эталонный прибор, имеющий пределы измерения меньше, чем поверяемый, включен в схему через измерительный трансформатор тока;

схема для поверки вольтметра на переменном токе (рис. 1,в). В этой схеме для регулировки величины измеряемого напряжения используется лабораторный автотрансформатор ЛАТР с параллельно подключенными поверяемым и эталонным приборами;

схема, приведенная на (рис. 1,г), используется для поверки вольтметров в том случае, когда пределы измерения поверяемого прибора больше, чем предел измерения эталонного. Расширение пределов измерения эталонного вольтметра осуществляется при помощи измерительного трансформатора напряжения.

Полученное экспериментально значение абсолютного отклонения ?А для разных точек шкалы поверяемого прибора может быть использовано для вычисления приведенного относительного отклонения прибора

.

где А_н-предельное (номинальное) значение величины А, измеряемое данным прибором (для прибора с нулевой отметкой в середине шкалы А_н равно сумме пределов по обе стороны от нуля).

Величина абсолютного отклонения может принимать различные значения, но для конкретного прибора она не превышает некоторой величины - наибольшей абсолютной погрешности ?А_макс, которой соответствует наибольшее приведенное относительное отклонение прибора:

.

а)

б)

в)

г)

Рис. 1. Схемы поверки

Таким образом, приведенное относительное отклонение прибора является частным случаем относительного отклонения:

.

Относительное отклонение уменьшается по мере роста А_и. Поэтому измерения тем точнее, чем ближе измеряемая величина к номиналу (А_и) прибора.

Величина же наибольшего приведенного относительного отклонения вполне определенна для конкретного прибора и по этой причине может нормироваться, поскольку она характеризует точность прибора. В соответствии с ГОСТ все приборы непосредственной оценки делятся на восемь классов точности: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0. Например, для прибора класса точности 0,5 величина наибольшего приведенного относительного отклонения не должна превышать 0,5 %. В противном случае прибор подлежит ремонту или должен быть переведен в более низкий класс точности.

При необходимости проверки времени установления показаний средства измерений (проверка времени успокоения подвижной части прибора) руководствуются требованием ГОСТ, согласно которому за время установления показаний принимается время от момента подачи на прибор измеряемой величины, вызывающей отклонение стрелки до середины шкалы, до момента, когда колебания стрелки не будут превышать 1 % длины шкалы.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

3.1. Ознакомиться с приборами, необходимыми для выполнения работы, записать систему приборов, номинальные значения величин, классы точности, заводские номера. Класс точности эталонного прибора должен быть по крайней мере в три раза выше класса точности поверяемого прибора.

Проверить возможность применения средств измерения в схеме поверки.

Собрать схему поверки и предъявить ее преподавателю.

Установить регулирующие приборы в положение, обеспечивающее минимальное значение силы тока или напряжения в цепи.

Включить схему и убедиться в возможности получения всех нужных режимов работы.

Произвести запись показаний поверяемого и эталонного приборов для основных (оцифрованных) делений поверяемого прибора при возрастании, а затем уменьшении измеряемой величины (стрелка поверяемого прибора устанавливается на основных делениях шкалы).

Определить абсолютные и приведенные относительные отклонения и абсолютные поправки для поверяемого прибора.

3.8. По экспериментальным и расчетным данным построить кривую
абсолютных отклонений в зависимости от показаний прибора.

3.9. Определить время установления показаний поверяемого прибора (по ГОСТу оно не должно превышать 4 с) - как среднее значение из трех измерений.

3.10. Сделать заключение о поверяемом приборе.

В указанной выше последовательности проводится:

Поверка амперметра на постоянном токе. Схема поверки дана на рис. 1,а. Наблюдения и отсчеты записывать в таблицу по форме 1. Абсолютные и приведенные относительные отклонения и абсолютные поправки рассчитываются по формулам:

; ; .

Форма 1

№ наблюдений	Показания приборов	Отклонение	Поправки	Время установл. показ.
	Поверяемого, А	Эталонного	Среднее	Абсолютное	Приведенное
		Ход вверх	Ход вниз
		делений	А	делений	А	А	А	%	А	с

Поверка амперметра на переменном токе. Схема поверки приведена на рис. 1,б. Наблюдения и отсчеты записывать в таблицу по форме 1.

Поверка вольтметра на переменном токе. Схема поверки дана на рис. 1,в. Наблюдения и отсчеты записывать в таблицу по форме 2. Абсолютные и приведенные относительные отклонения и абсолютные поправки рассчитываются по формулам:

; ; .

Поверка вольтметра с трансформатором напряжения. Если поверяемый прибор имеет больший предел измерений, чем эталонный прибор, то последний включается в схему поверки через измерительный трансформатор напряжения, как это показано на рис. 1,г. Результаты поверки записываются в таблицу по форме 2.

Форма 2

№ наблюдений	Показания приборов	Отклонение	Поправки	Время установл. показ.
	Поверяемого, В	Эталонного	Среднее	Абсолютное	Приведенное
		Ход вверх	Ход вниз
		делений	В	делений	В	В	В	%	В	с

4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1)наименование и цель работы;

2)схемы поверки;

3)перечень использованной аппаратуры;

4)протоколы с результатами поверки;

5)графики зависимости абсолютных отклонений от измеряемых величин;

6)заключения о поверяемых приборах.

Вопросы для самопроверки

1. Что такое абсолютное, относительное и приведенное относительное отклонения? Что такое поправка?

2. Какова связь между классом точности и приведенным относительным отклонением?

3. Что такое время установления показаний средства измерений?

4. Какие обозначения приводятся на шкале измерительного прибора?

5. Какие системы измерительных механизмов используются при работе на постоянном токе? На переменном токе?

6. Каково назначение измерительных трансформаторов тока и напряжения? Правила работы с ними.

РАБОТА 2. ПОВЕРКА ОММЕТРОВ МЕТОДОМ СРАВНЕНИЯ С ЭТАЛОННЫМИ МЕРАМИ

1. ЦЕЛЬ И СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Цель: ознакомление с методами поверки омметров; определение отклонений показаний омметров путем сравнения их показаний со значениями, хранимыми эталонными мерами электрического сопротивления.

Содержание - поверка омметра на постоянном токе.

2. ОПИСАНИЕ ЛАБОРАТОРНОЙ УСТАНОВКИ

Лабораторная установка состоит из поверяемого прибора и эталонных мер электрического сопротивления (ЭМЭС) постоянного тока. В качестве поверяемого прибора служит канал для измерения сопротивления постоянного тока вольтметра В7 - 40. В силу действия возмущающих факторов различного характера прибор непосредственной оценки показывает значение измеряемой электрической величины А с некоторой ошибкой ?А. Теоретические положения, связанные с определением ошибки, абсолютными и относительными отклонениями показаний прибора непосредственной оценки приведены в работе 1.

В работе используется схема, приведенная на рис. 2. ЭМЭС подключаются на вход поверяемого прибора В7 - 40. В качестве ЭМЭС применяются меры типа Р331 с номинальными значениями сопротивления 100 Ом, 1 кОм и 10 кОм.

Рис. 2. Схема для поверки канала измерения электрического сопротивления постоянного тока прибора В7-40.

Величина наибольшего допустимого относительного отклонения показаний прибора является обобщающей метрологической характеристикой прибора и ограничивает точность его показания снизу. В случае если обобщающая метрологическая характеристика относится к типу прибора, а не к конкретному экземпляру, она называется классом точности. Класс точности может быть обозначен в виде дробного числа.

Например, для прибора класса точности 0,2/0,1 допустимое относительное отклонение показаний прибора г (в процентах) нормируется двучленной формулой:

,

где а-число, соответствующее числителю дроби, обозначающей класс точности

(а = 0,2);

b - число, соответствующее знаменателю дроби, обозначающей класс точности (b = 0,1);

R_k - предел измерений, Ом;

R_и - показание прибора, Ом.

Если предел измерений R=100 Ом, показание прибора R=50 Ом, то допустимое относительное отклонение показаний прибора

.

Проценты исчисляются непосредственно от показания прибора. Для приборов типа В7-40 класс точности дается в виде дроби.

3. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

Подключить на вход прибора В7-40 ЭМЭС типа Р331 с номинальным значением 100 Ом. Записать заводской номер прибора В7-40 и заводской номер подключенной ЭМЭС. Из свидетельства о поверке, прилагаемого к ЭМЭС записать значение сопротивления, приписанное ЭМЭС по результатам поверки. Записать класс точности прибора В7-40 для канала измерения электрического сопротивления. Предъявить собранную схему и сделанные записи преподавателю.

Включить прибор В7-40, после прогрева перейти к измерениям.

Перейти на режим измерения электрического сопротивления постоянного тока, выполнить однократное измерение. Произвести запись показания R_и поверяемого прибора.

Используя информацию о классе точности и полученное показание поверяемого прибора, вычислить:

-абсолютное допустимое отклонение показаний ? прибора В7 - 40 по формуле

;

-полученное экспериментально отклонение , где R_э - значение сопротивления ЭМЭС, взятое из свидетельства о поверке;

-проверить выполнение условия ?> ?_и .

-определить интервал, в котором, при метрологической исправности прибора, может находиться измеряемое электрическое сопротивление.

Провести измерения согласно пп. 3.2.1 и 3.2.2 при подключении на вход поверяемого прибора ЭМЭС с номинальными значениями 1 кОм и 10кОм. Значение сопротивления ЭМЭС выписать из прилагаемых к ним свидетельств о поверке.

Результаты измерения и расчетов записать в таблицу по форме 3.

Форма 3.

Номинальное значение	Значение сопротивления ЭМЭС согласно свидетельству о поверке, Ом	Показание поверяемого прибора, Ом	Класс точности поверяемого прибора	Абсолютное допустимое отклонение показаний, Ом
100 Ом
1 кОм
10кОм

3.5. Для каждого номинального значения представить (согласно рис. 3) в графической форме интервал, в котором при метрологической исправности прибора может находиться измеряемое сопротивление. На той же оси указать значение R_э . На рис. 3 показаны возможные варианты нахождения R_э внутри и вне полученного интервала.

3.6. Сделать заключение о метрологической исправности прибора.

Рис. 3. Графическое представление интервала, в котором находится значение измеряемого сопротивления.



4. СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1)наименование и цель работы;

2)схему поверки;

3)перечень использованной аппаратуры с указанием заводских номеров;

4)заполненную таблицу по форме 3 и результаты расчетов согласно п. 3.2.2;

5)графическое представление интервалов согласно п. 3.5;

6)заключение о метрологической исправности прибора.

Вопросы для самопроверки

Как использовать информацию, приведенную в свидетельстве о поверке?

Как обозначается класс точности для случая, когда допустимое отностельное отклонение показаний прибора нормируется двучленной формулой?

Как использовать информацию о классе точности, обозначенном дробным числом?

Размещено на Allbest.ru

...