Главная Измерительная установка - комплекс средств измерений



Таблица 2.11. Отношение пределов допускаемых погрешностей образцоного средства и поверяемого ЦВ

До.д/Дл

1/10 1/5 1/4 1/3.

1/2,5 1/2

0,15

0.25 I 0,3

0,90 0,80 0,75 0,67 0,60 0,50

0,94 0,88 0,85 0,80 0,75 0,69

0,95 0,89 0,87 0,82 0,79 0,74

0,95 0,91 0,89 0,85 0,82 0,78

0,96 0,93 0,91 0,88 0,85 0,81

0,97 0,94 0,92 0,90 0,88 0,85

грешностей образцового средства и поверяемого ЦВ устанавливают в зависимости от допускаемого значения максимальной условной вероятности необнаружения выхода погрешности за допускаемые пределы Ртах оговоренного потребителем (табл. 2.11).

В табл. 2.11 До.д-предел допускаемой погрешности образцового средства; Дд - предел допускаемой основной погрешности поверяемого ЦВ в поверяемой точке; Ритах-"максимальная условная вероятность ошибки поверки, состоящей в том, что фактически неисправный ЦВ, имеющий действительное значение погрешности, превышающее Дд на бесконечно малую величину, не бракуется (выбирается по согласованию с заказчиком, если нет указаний в технической документации); Дк - значение допуска контроля. Если у конкретного типа ЦВ нормирован предел систематической составляющей погрешности Дс.д, а предел Дд не нормирован, в табл. 2.7 вместо Дд следует подставлять Дс д.

Действительные значения погрешностей ЦВ определяются при помощи образцовых средств измерений, которые при поверке ЦВ должны удовлетворять следующим требованиям:

федства должны измфять (выдавать) напряжения, соответствующие проверяемым точкам и в пределах +2Дд номинального значения поверяемой точки;

дискретность отсчета должна быть менее 0,1 предела допускаемых значений погрешности ЦВ в проверяемой точке;

нестабильность напряжения (меры или источника) за 5 мин должна быть менее 0,1 пределов нормируемых значений основной погрешности поверяемого ЦВ или ее составляющих в проверяемой точке;

плавность регулирования напряжения должна быть не менее 0,1 дискретности младшего разряда поверяемого ЦВ;

амплитуда пульсаций (с частотой сети)

не должна превышать 0,1 предельных нормируемых значений погрешности ЦВ или ее составляющих;

источник напряжения переменного тока должен обеспечивать перекрыгие частотного диапазона поверяемого ЦВ и установку требуемого значения частоты с погрешностью менее + 5 %; коэффициент гармоник должен быть не более к = \fKI2.

При поверке на постоянном токе применяют потенциометры Р345, Р363, калибраторы постоянного напряжения и тока В1-7, В1-12, В1-13, 81-18, Ф7046, П320, П327, установки для поверки вольтметров В1-4, В1-8, образцовые электроизмфительные приборы и ЦВ более высокой точности и чувствительности, которая должна бьггь на порядок выше, чем у поверяемого ЦВ (В7-28, Щ48000 и др.).

При поверке на переменном токе применяют В1-4, В1-8, калибраторы пфеменного напряжения В1-9 (с блоком усиления напряжения Я1В-20 или Я1В-22), В1-15, В1-16, ГК-10, ГК-11, ГК-12, ГК-14, электроизмерительные приборы С53, С55, С56, Ф563, вольтметры ВД-1, ВЗ-49, Р386, В7-16, преобразователи переменного напряжения в постоянное В9-10, В9-8, Ф7290. При поверке на переменном токе методом компарирования применяют потенциометры Р345, Р363 и комплект термопреобразователей ПНТЭ-64, ПТТЭ. В качестве источников переменного напряжения применяют различные генераторы, например ГЗ-107, ГЗ-102, ГЗ-109 и др.

При поверке на постоянном и переменном токе применяют поверочные установки У313, У3551, УППУ-1, УПМА-ЗМ и др.

Методы поверки универсальных вольтметров в режиме измерения сопротивления аналогичны методам поверки измфителей сопротивления, изложенным в разд. 4.

При поверке ЦВ следует отдать предпочтение калибраторам - многозначным мерам напряжения (тока), которые упрощают процесс поверки и позволяют его автоматизировать. Автоматизации повфки ЦВ (АЦП) и поверке их на месте эксплуатации уделяется все большее внимание; эти вопросы нашли отражение в [21].

При поверке ЦВ определяют действительные значения погрешности и (или) ее составляющих или производят контроль того, что значение погрешности или ее составляющей не превышает допускаемого предела.

Рекомендуется следующая последовательность проверки характеристик погрешности ЦВ:

определение (контроль) случайной составляющей погрешности Сд;



определение (контроль) систематической составляющей погрешности Дд;

определение (контроль) суммарной погрешности;

определение (контроль) вариации.

Погрешности ЦВ определяют в зависимости от значения р = Дд/д и принципа действия поверяемого ЦВ. Для ЦВ, построенных на сочетании различных принципов действия, методику и проверяемые точки выбирают с учетом того принципа, который в большей степени влияет на погрешность ЦВ.

Методы определения (контроля) характеристик погрешности ЦВ описаны в [5]. Рассмотрим определение значения Д,. при малой случайной составляющей погрешности, а также контроль того, что в проверяемой точке погрешность Д не превышает предела допускаемых значений Дд (случайная составляющая погрешности при этом мала), и контроль того, что в проверяемой точке а не превышает предела допускаемых значений Стд.

Определение значения Дс при малой случайной составляющей погрешности осуществляют следующим образом: устанавливают значение напряжения на входе и, при котором из десяти последовательных показаний Л,- цифрового табло от четырех до шести показаний будут удовлетворять условию \Ni\<\N(,\; вычисляют значение Дс = Ло - -0,bq-Uy.

Контроль того, что в проверяемой точке погрешность Д,. не превьппает предела допускаемых значений Дд, осуществляют следующим образом: на вход ЦВ подают напряжение Их 1 = Vo ~ ТI Дс. я I - 0,5д; если из десяти последовательных показаний шесть или более показаний удовлетворяют условию IN; I > I No I, то ЦВ бракуют. Подают напряжение Их2 = 0 + ТI Дс. д I - 0,5д, если из десяти последовательных показаний шесть или более удовлетворяют условию JV,-1 I No I, то ЦВ бракуют. В противном случае ЦВ признают годным.

Для контроля того, что в проверяемой точке о не превышает предела допускаемых значений Од, на вход подают напряжение и, при котором из десяти последовательных показаний Nj от четырех до шести показаний будут удовлетворять условию N,<Nol; затем увеличивают и на величину 270д. Если теперь из десяти последовательных показаний два или более показаний удовлетворяют условию N,<N(,, то ЦВ бракуют.

Известно, что для ЦВ, особенно поразрядного уравновешивания, существенное влияние на качество поверки оказывает вы-

бор точек, в которых определяется погрешность. Для ЦВ, кроме ЦВ поразрядного уравновешивания, рекомендуются следующие поверочные точки: (1 -0,9)нк, (0,7 - 0,8)мк, (0,4-0,6)мк, (0,2-0,3)мк, (0,1-0,05)Мк для каждого диапазона измерения. На неосновных диапазонах измерения допускается уменьшать число поверяемых точек. Все виды ЦВ проверяются при значении напряжения калибровки «о, а на нижнем диапазоне измерения обязательному определению подлежит погрешность при одном из показаний в пределах младшего десятичного разряда.

Для ЦВ постоянного тока измерения проводят при двух полярностях входного напряжения, при этом при отрицательной полярности основную погрешность определяют в трех точках (начало, середина, конец) основного диапазона измерений и в одной точке (конец диапазона) на каждом из дополнительных диапазонов. Для ЦВ переменного тока измерения проводят на частотах /„;„; 0,25(/„.„-Ь/™,); 0,5(/™„-!-/„,,); 0,25(/„,„-1-+ 3/пмх); fmax ОСНОВНОГО диапазона, а для дополнительных диапазонов - в точках

и /max-

Вариация ЦВ обусловлена тем, что значение Дс изменяется в зависимости от направления изменения входного сигнала. Вариацию могут иметь ЦВ, в схеме которых имеются элементы, обладающие гистере-зисными свойствами (например, магнитные модуляторы входного усилителя, преобразователи напряжения в частоту на основе магнитного сердечника и др.). У ЦВ поразрядного уравновешивания вариация может быть обусловлена, например, несоответствием быстродействия устройства сравнения и тактовой частоты, с которой происходит опрос разрядов, а также в тех случаях, когда нарушена регулировка симметрии модулятора и демодулятора УПТ устройства сравнения.

Наличие вариации проявляется в том, что значение входного сигнала mi, при котором показание ЦВ изменяется с N - q на Ng при изменении входной величины от меньших по модулю значений к большим, не равно значению сигнала мг; при котором происходит изменение показания с No на No - g при изменении входного сигнала от больших по модулю значений к меньшим.

Под вариацией ЦВ понимают величину Ь = Дс]-Дс2, где Дс1 и Дс2-значения систематической составляющей инструментальной погрешности, полученные при подходе к точке X со стороны соответственно больших и меньших по модулю значений измеряемой величины. При наличии вариации



Таблица 2.12. Нормирование динамических характеристик АЦП

Динамические характеристики

Обозначение

Определение используемьк терминов

Графическая интерпретация

Время преобразования

Интервал времени от момента начала преобразования! скачкообразного входного сигнала до момента, при котором код на выходе АЦП отличается от номинального не более чем на значение статической погрешности

Время задержки запуска

Минимальный интервал времени от момента появления скачкообразного входного сигнала до момента подачи сигнала запуска АЦП, при котором входной код отличается от номинального не более чем на значение статической погрешности


Время цикла кодирования

Время, в течение которого осушеств-ляется непосредственное преобразование напряжения (тока) в код

Время задержки момента отсчета

Интервал времени между заданным и действительным моментами отсчета 2

Апертурное время

Интервал временной неопределенности задержки момента отсчета

Погрешность АЦП в динамическом режиме

Погрешность АЦП, используемого для измерений переменной во вре-

мени величины

J Ш

t,jt,..l

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики

Неравномерность амплитудно-частотной характеристики - отличие показаний АЦП в нормируемом частотном диапазоне от показаний при нулевой частоте входного сигнала

1 Момент начала преобразования зависит от структуры АЦП и представляет собой момент воздействия сигнала или команды запуска.

2 Отсчет - значение выходного кода АЦП, соответствующее значению измеряемого сигнала в определенный момент времени. Момент отсчета - момент времени, к которому относят отсчет (заданный момент отсчета) либо которому он реально соответствует (действительный момент отсчета).

за систематическую составляюшую принимается Дс = (Дс! -t- Дс2) /2.

Для определения вариации измеряют значение их, а затем иг и вариацию вычисляют по формуле b = I Ux2 - "х11- Систематическая составляюшая ЦВ при наличии вариации определяется по формуле

Ac = No-0,5g-(Mx2 + «xi)/2-

Динамические характеристики нормируются у быстродействуюших ЦВ и АЦП.

В зависимости от области применения можно выделить два характерных режима работы этих приборов:

входной сигнал изменяется скачком до преобразуемого значения, постоянного в течение времени преобразования АЦП; такой режим характерен, например, при работе АЦП от коммутатора в составе ИИС;

входной сигнал изменяется непрерывно, носит в общем случае широкополосный характер; этот режим можно назвать собствен-



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


0.0123