Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



наклона, определение основных погрешностей, определение вариации показаний прибора, проверка возвращения указателя к нулевой отметке.

Определение основной погрешности электроизмерительных приборов осуществляется следующими наиболее распространенными методами: сличения на постоянном и переменном токе, компенсационным на постоянном токе, термоэлектрического компа-рирования на переменном токе.

Выбор метода поверки и образцового прибора определяется требуемым соотношением погрешностей образцового и поверяемого приборов (1:5).

Поверка приборов классов точности 0,05-0,5 на постоянном токе проводится компенсационным методом.

Погрешности приборов классов точности 0,1 -0,5, предназначенных для работы на постоянном и переменном токе, определяются на постоянном токе компенсационным методом, если изменение показания прибора при переходе с постоянного на переменный ток номинальной частоты (или в номинальной области частот) не превышает 1/3 наибольшей допускаемой погрешности, определяемой классом точности поверяемого прибора. При несоблюдении этого условия, а также при отсутствии в поверочном органе таких сведений прибор должен поверяться также и на переменном токе номинальной частотьь Поверка на переменном токе в этом случае проводится методом термоэлектрического компарирования (сравнения).

Погрешность электроизмерительных приборов классов точности от 1 до 4 определяется методом сличения их показаний с показаниями образцовых приборов непосредственной оценки или. любым более точным методом.

При поверке методом сличения образцовый прибор выбирается исходя из характеристик поверяемого прибора: его класса точности, предела гомерения, системы измерительного механизма. Класс точности образцового прибора должен быть не ниже указанного в табл. 2.10.

На переменном токе, как правило, поверка приборов проводится методом сличения. Частота переменного тока должна соответствовать указанной на приборе, при отсутствии этого указания проверка проводится на частоте 50 Гц. Если на шкале указан диапазон частот, определять основную погрешность можно при любой частоте этого диапазона.

Система образцового прибора выбирается исходя из системы поверяемого прибора.

Таблица 2.10. Рекомендуемые соотношения

между классом поверяемого и образцового приборов при поверке методом сличения

Класс точности поверяемого прибора

Класс точности образцового прибора

без введения поправки

с введением поправки

При поверке магнитоэлектрических приборов в качестве образцовых должны применяться приборы той же системы, а при поверке приборов других систем на постоянном токе - электродинамические или электромагнитные приборы.

Образцовый прибор должен иметь вариацию показаний, не превышающую половины допускаемой погрешности.

Конечные значения шкал образцового и поверяемого приборов не должны отличаться более чем на 25%. Можно использовать приборы с большим пределом измерения, но более высокого класса точности, определяемого по формуле

< (fenoB/5) (Оп/Оо),

где Оп. «о - пределы измерения соответственно поверяемого и образцового приборов; «пов. «обр - классы точности поверяемого и образцового приборов.

При поверке приборов на постоянном токе компенсационным методом могут применяться потенциометры постоянного тока, обеспечивающие вместе с образцовыми мерами определение значения измеряемого напряжения (тока) для конечного значения шкалы поверяемого прибора с погрешностью, не превышающей 0,1 % для приборов класса точности 0,5; 0,04% для приборов класса точности 0,2; 0,02% для приборов класса точности 0,1; 0,01% для приборов класса точности 0,05.

Поверка приборов классов точности 0,1-0,5, предназначенных для измерений в цепях переменного тока, проводится методом компарирования. При поверке приборов этим методом среднеквадратическое значение переменного напряжения (тока) на каждой числовой отметке шкалы поверяемого прибора определяется путем измерения компенсационным методом постоянного напряжения (тока), эквивалентного по тепловому



или электродинамическому действию измеряемому переменному напряжению (току). Сравнение переменного и постоянного напряжений (токов) производится с помощью термоэлектрических или электромеханических компараторов. Наибольшее распространение получили термоэлектрические компараторы, имеющие более широкий диапазон частот.

Схема поверки вольтметра с использованием термоэлектрического компаратора приведена на рис. 2.89. Поверяемый вольтметр подключается к регулируемому источнику переменного напряжения. Термопреобразователь ТП переключателем П также включается на переменное напряжение параллельно поверяемому вольтметру через добавочное сопротивление Гд. Регулируя напряжение источника питания, указатель вольтметра устанавливают на поверяемую числовую отметку шкалы и уравновешивают термо-ЭДС преобразователя падением напряжения на резисторе путем изменения тока от вспомогательного источника Ее с помощью регулировочного резистора г. Момент полного уравновешивания термо-ЭДС определяют по нулевому показанию гальванометра Г. Затем переключателем П включают нагреватель термопреобразователя на постоянное напряжение, регулировкой которого компенсируют термо-ЭДС преобразователя от постоянного тока, отмечая это также по нулевому показанию гальванометра. Действительное значение постоянного напряжения, эквивалентное установленному переменному напряжению, измеряют потенциометром или цифровым вольтметром.

Поверка электронных аналоговых вольтметров. При поверке электронных вольтметров определяют следующие параметры:

к потенциометру

Рис. 2.89. Схема поверки вольтметров с использованием термоэлектрического компаратора

основную погрешность измерения постоянного напряжения;

основную погрешность в нормальной и расширенной областях частот при измерении переменного напряжения;

основную погрешность в нормальных и в рабочих областях временных параметров импульсов.

Погрешность вольтметров определяется методом сравнения его показаний с показаниями образцового средства воспроизведения напряжения (калибраторов) или сличением показаний поверяемого и образцового вольтметров непосредственно либо с использованием делителя напряжения.

В случае применения образцового делителя напряжения его выходное сопротивление не должно превышать значения, определяемого по формуле

Явых<Я5доп/10(Ю,

где Rsbix - выходное сопротивление образцового делителя напряжения. Ом; R - входное сопротивление поверяемого вольтметра. Ом; 5доп - предел допускаемой основной погрешности поверяемого вольтметра, %.

Если входное сопротивление поверяемого прибора имеет реактивную составляющую за счет входной емкости, то выходное сопротивление образцового делителя в омах не должно превышать значения, определяемого по формуле

Квыхбдоп/ЗСЮЯС

где / - частота, на которой производится измерение, Гц; С - входная емкость поверяемого прибора, Ф.

При использовании калибраторов основная погрешность поверяемого вольтметра определяется по шкале калибратора (В 1-7, В1-12, В1-13, В1-18 - калибраторы постоянного напряжения; В1-9, В1-15, В1-16 - калибраторы переменного напряжения; В1-8 - калибратор постоянного и переменного напряжений; В1-5 - калибратор импульсного напряжения).

При использовании образцовых вольтметров основная погрешность поверяемого вольтметра рассчитьгеается по формуле А = = и - Ид или А = и - kjiU, где и - показание поверяемого вольтметра. В; и - показание образцового средства измерений. В; к„ - коэффициент передачи образцового делителя, равный 1Дд,-коэффициент деления образцового делителя.

Основную погрешность определяют на каждой числовой отметке шкалы основных пределов измерений поверяемого вольтметра. За основной предел принимаются пре-



делы, нанесенные на шкалах отсчетного устройства вольтметра при множителе, равном единице.

На остальных пределах измерений основную погрешность определяют на конечных числовых отметках шкал, а также на отметках, на которых ранее были определены наибольшие положительная и отрицательная погрешности (или наибольшая и наименьшая погрешности, если все погрешности одного знака).

Поверка цифровых вольтметров и АЦП. Теоретические аспекты поверки цифровых вольтметров и АЦП рассмотрены в [21]. Основное отличие цифровых приборов от аналоговых заключается в наличии квантования измеряемой величины по уровню, что обусловливает методическую составляющую погрешности ЦВ и АЦП - погрешность квантования (дискретности). Погрешность квантования нормируется, но не поверяется, так как она известна, не изменяется во времени и имеет одно и то же предельное значение во всех приборах одного типа.

Погрешность квантования - случайная величина, закон распределения которой можно рассматривать как равномерный в определенных границах. Эти границы определяются только схемой ЦВ (АЦП) и равны + 0,5д (q - ступень квантования) для синхронизированных приборов (большинство выпускаемых приборов) и ± g для несинхронизи-рованных. Синхронизированными являются, например, время-импульсные ЦВ, у которых имеется синхронизация импульсов, выра-батьшаемых генератором опорной частоты с началом интервала (см. рис. 2.33).

У ЦВ необходимо и достаточно контролировать лишь инструментальную составляющую погрешности, которая проявляется в виде смещения действительной функции преобразования по отношению к функции преобразования идеального квантователя. Для решения практических задач, связанных с поверкой ЦВ, инструментальную погрешность Ди = Ас -I- А ЦВ в отдельно взятой точке диапазона можно рассматривать как случайную величину Ди с математическим ожиданием Ас и дисперсией сг, равной дисперсии случайной величины А. Закон распределения случайной составляющей А - одномо-дальный и симметричный. Вид этого закона распределения определяется свойствами конкретного вида ЦВ. Для большинства видов ЦВ закон распределения А близок к нормальному.

У ЦВ определяется инструментальная погрешность, приведенная ко входу, которая в поверяемой точке является разностью дей-

ствительного значения входного напряжения, соответствующего границе между двумя соседними значениями выходного сигнала и номинальным значением этого напряжения. Определение погрешности ЦВ, приведенной к выходу, производят для ЦВ, имеющих погрешность, существенно большую ступени квантования.

У ЦВ нормируют одну из перечисленных ниже метрологических характеристик;

пределы допускаемых значений основных погрешностей Дд и размер q ступени квантования измеряемой величины по уровню;

пределы допускаемых значений систематической Дед и случайной Од составляющих основной погрешности; размер q ступени квантования;

пределы допускаемых значений основ- . ной погрешности и ее составляющих Дед, Од; размер q ступени квантования;

вариацию.

Пределы основной погрешности и ее составляющих (систематической и случайной) нормируются в виде значений абсолютных, относительных или приведенных погрешностей. Случайная составляющая погрешности нормируется в виде предела Од допускаемых значений среднего квадратического отклонения. Заметную случайную составляющую имеют, как правило, ЦВ высокой чувствительности (1 мкВ и менее).

В настоящее время у большинства ЦВ нормируется, как правило, предел допускаемой относительной основной погрешности, %, которая устанавливается двучленной: 5 = = ±(а + ЬАу1А, или в соответствии с ГОСТ 8.401-80 по трехчленной формуле 5= ±\c + b(\AJAx\-Vi], где о, Ь и с = а + + Ь - положительные числа; - наибольшее значение поддиапазона измерения; Ах - значение измеряемой величины на входе (выходе) или число делений, отсчитанных по шкале (цифровому табло).

Методика установления требований к точности образцовых средств измерений, применяемых при поверке ЦВ и АЦП, определяется в соответствии с ГОСТ 8.009 - 72, исходя из заданной допускаемой вероятности брака поверки. Такой подход позволяет снижать (в разумных пределах) требования к точности образцовых средств измерений за счет введения двухдопускового контроля погрешности. Вопрос поверки ЦВ менее точными образцовыми средствами актуален, так как точность современных ЦВ приближается к точности образцовых приборов.

Отношение пределов допускаемых по-



0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 [37] 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168


0.0155