Вариация показаний

Вариация показаний измерительного прибора нормируется пределом допускаемого значения табл. 1.1. Вычисляется вариация по формуле

V=(Δ_δ- Δ_M) 1.14.

здесь Δ_δ и Δ_M - абсолютные погрешности прибора в данной точке диапазона измерений при подходе к ней со стороны больших (справа- обратный ход) и меньших (слева- прямой ход) значений. Причиной вариации является трение в опорах осей вращения, износ кернов и подпятников, а также гистерезисные явления в пружинах и ферромагнитных сердечниках приборов.

Часто вариацию выражают в процентах:

где V определяется 1.14.

А_Nпов- нормирующее значение поверяемого прибора (1.8.,1.8а.)

1.2.3. Общие вопросы поверки приборов прямого действия (непосредственной оценки).

Приборы этого типа составляют основную массу электроизмерительных приборов.

При их поверке, как правило, выполняются следующие операции (про­верки):

1. внешний осмотр прибора,

2. опробование,

3. определение влияния наклона на показания прибора,

4. проверка электрической прочности изоляции и определение сопротивления изоляции,

5. определение основной погрешности и вариации показаний,

6. определение величины невозвращения указателя к нулевой отметке шкалы,

7. определение времени успокоения подвижной части прибора,

8. определение погрешности срабатывания контактного устройства,

9. определение основной погрешности записи показаний.

Конкретный перечень обязательного минимума операций устанавливается

в зависимости от назначения прибора и вида проверки.

1.2.4. Выбор метода поверки

Для определения основных погрешностей вариаций показаний, амперметров, вольтметров, ваттметров и варметров широкое распространение получили метод сличения с показаниями образцового прибора, компенса­ционный метод и метод термоэлектрического компарирования. Менее широко распространено применение калибраторов.

Метод сличения наиболее прост, не требует сложного оборудования и высокой квалификации поверителя. Практически метод применяется для поверки приборов класса точности 0,5 и менее точных.

Компенсационный метод применяют для поверки приборов класса точности 0,5 и более точных на постоянном токе. Метод термоэлектрического компарирования применяют для поверки приборов класса точности 0,2 и более точных на переменном токе.

1.2.5. Поверка амперметров и вольтметров - методом сличения

1.2.5.1. Выбор средств поверки.

При поверке методом сличения необходимо выбрать образцовый при­бор, источник питания и в некоторых случаях масштабный измеритель­ный преобразователь (делители, шунты). Соотношение относительных (абсолютных) погрешностей образцового и поверяемого приборов должно быть, по крайней мере 1:5. Инструкция допускает применение образцовых приборов, у которых погрешность только в 2,5 раза меньше допустимой погрешности поверяемого прибора, однако в этом, случае необходимо вводить поправки к показаниям образцового прибора.

Класс точности образцового прибора следует рассчитывать по формуле

где К_обр и К_пов - численное обозначение классов точности поверяемого и образцового приборов.

А_Nпов и А_Nобр - значения шкалы поверяемого и образцового приборов.

По возможности следует стремиться к тому, чтобы системы образцо­вого и поверяемого приборов были одинаковыми. Очень удобно использование цифровых приборов в качестве образцовых.

1.2.5.2. Нормирование метрологических параметров амперметров и вольтметров.

Одной из основных характеристик прибора является erо класс точности который определяет пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей (табл.|1.1.)

Таблица 1.1.

Нормируемая величина		Допустимое значение % для прибора класса точности
	Обозн.
		0,1	0,2	0,5	1,0	1,5	2,5	4	5
Основная погрешность	γ δоп.	0,1	0,2	0,5	1,0	1,5	2,5	4	5
Вариация показаний	V:An	0,1	0,2	0,5	1,0	1,5	2,5	4	5

При поверке приборов должны соблюдаться нормальные условия как для поверяемого прибора, так и для образцовых средств измерений (табл. 1.2.)

Таблица l.2.

Влияющая величина (ВВ)		Допустимое отклонение ВВ для приборов классов
Наименование	Ед. измерен.	0,05 ± 0,5	1 ± 4,0
Угол наклона	Градус	1	2
Температура	С	2	5
Напряжение	%	2	2
Частота	%	2	2
Коэф. нелин. искаж.	%	1 ± 5	2 ± 5
Sln U или I	---	---	---

Необходимо исключить влияние на приборы ферромагнитных масс, других

приборов, внешних магнитных и электрических полей.

Рекомендуемые методики проведения отдельных проверок будут проведены далее при описании экспериментов.

1.3 Объекты и средства исследования.

1. лабораторный стенд с регуляторами тока и напряжений (описание в лаборатории).

2. поверяемый амперметр переменного тока

3. поверяемый вольтметр постоянного тока

4. Образцовые амперметр и вольтметр

5. Цифровой вольтметр

6. электромеханический секундомер

7. Звуковой генератор

8. Набор вольтметров различных систем (4-5)

1.4. Подготовка к работе.

Подготовить протокол исследований. По литературе (Л1, Л6,Л7) ознакомиться с порядком организации и проведения поверки, предписываемым стандартами.

Уяснить сущность понятий абсолютная, относительная, приведенная ошибка, поправка, класс точности прибора, вариация, время успокое­ния, частотная характеристика. Ознакомиться с системой обозначений на шкалах электроизмерительных приборов.

1.5. Программа работы.

1.5.1. Знакомство с лабораторным стендом.

По описанию, находящемуся в лаборатории необходимо ознакомиться с конструкцией стенда, расположением приборов и оборудования, правилами работы с отдельными приборами. Заполнить 2 и 3 графы таблицы 1.3 протокола.

1.5.2. Внешний осмотр

Перед поверкой следует произвести внешний осмотр прибора для выяв­ления механических дефектов, которые могут привести к ошибкам при измерении, быстрой порче прибора (щели в корпусе, через которые может проникнуть пыль, влага, стрелка погнута, шкала покороблена…) При обнаружении таких дефектов поверяемый прибор признаётся непри­годным к применению и дальнейшей поверке не подлежит.

1.5.3. Проверка правильности отсчётов со шкалы и определение

вариации показаний амперметра переменного тока

методом сличения

Для проверки собирается схема рис.1.1.

Ix

1 2 3 4 5

Источник

регулируемого переменного

тока

поверяемый. Образцовый.

6

Рис. 1.1. Схема для проверки отсчётов амперметра проверка проводится путем проведения экспериментов прямого (при увеличении Ix от 0 до проверяемой отметки шкалы) и обратного хода (при уменьшении Ix от максимального значения шкалы Ax до проверяемой отметки шкалы). Проверяют, как правило, только оцифрованные точки шкалы Ах. Плавно изменяя Ix, указатель поверяемого прибора (без проскока за отметку) устанавливают на проверяемую отметку α_ix и только потом по образцовому прибору определяют действительное значение тока, сняв отсчет α_id.

Результаты экспериментов занести в 4, 5 к 6 графы таблицы 1.3. по окончании схему не разбирать.

Таблица 1.3.

Наименование приборов

Показания приборов

Средняя абсолютная погрешность

Основная приведённая погрешность

Вариация показаний прибора

Испытание изоляции прибора

Время успокоения подвижной части прибора

Заключение о соотв. классу и возможн. аботы без необходимого ремонта

Тип

Поверяемый

образцовый

Класс Система Заводской номер Пределы шкалы

Проверяемые точки шкалы

Ход по шкале

Прямой

Обратный

Проверяемый

Образцовый

αix

αid.пр

αid.обр.

Δiср.

γi

V

А(В)

А(В)

А(В)

А(В)

%

%

МОм

с

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

Амперметр. Э-30 ( 1,5 Эл. Магн. 704839 IA

Амперметр. (0,5 Эл. Магн. 74670 IA

0,4 0,6 0,8 I

Вольтметр М-367 ( 1,5 магнит. Эл. 202542 7,5 В

Вольтм.ВМ-1 ( 0,5 магн. Эл. 5155 7,5В

1.5.4. определение времени успокоения подвижной части шкалы

Схема измерения остается прежней. Регулируя ток установить стрелку Ах на геометрической середине его шкалы. Не меняя положения регулирующего органа регулятора тока, отключить питание регулятора, и после успокоения колебаний указателя Ах (стрелка Ах станет на 0) вновь включить питание регулятора и одновременно нажать кнопку секундомера. Время, в течение которого стрелка установится на середине шкалы и называется временем успокоения. Оно измеряется секундомером, от момента включения питания регулятора до момента, когда колебания стрелки около середины шкалы не превысят 1% длины шкалы. Измерение произвести не менее 3-х раз. Среднее арифметическое из 3-х результатов занести в графу 11 табл. 1.3.

Оно не должно превышать 4с для большинства приборов. Схему не разбирать.

1.5.5. Определение собственного потребления прибора

Схема прежняя. Установив с помощью регулятора номинальное (максимальное) значение Iхн по шкале Ах, определить с помощью Ао действийтельное его значение Iхнд. С помощью вольтметра определить напряжение Uхнд на Ах при номинальном токе. Вычислить мощность, потребляемую амперметром.

Sхнд = Iхнд Uхнд 1.16.

и записать в протокол. Выключить питание стенда и схему разобрать. Вычислить значения Δ_iср , γ_i , и занести в 7, 8. и 9 графы таблицы 1.1. По дополнительному заданию преподавателя определить сопро­тивление изоляции прибора, результат измерения занести в таблицу 1.1. графа 10.

1.5.6. Проверка правильности отсчётов со шкалы вольтметра постоян­ного тока.

Собрать схему рис. 1.2.1. и плавно изменяя напряжение, проделать опыты прямого и обратного хода (см. 1.5.3) определите время успокоения (1.54.). Результаты занесите в соответствующие графы табл.. 1.1.

21 7 9

Источник

регулируемого

напряжения

постоянного

тока

26 8 10

Рис.1.2. Схема для проверки отсчётов вольтметра. Обработав результаты экспериментов заполните 7, 8, 9 и 10 графы таблицы 1.1.

1.5.7. Определений дополнительных частотных погрешностей вольтметров по частотную характеристикам.

Собрать схему рис. 1.3.

31 13 15 46 18

Генератор

звуковых волн

С-95 ИВ-4 Э-30 ЭЛВ ВЗ-38

36 14 16 47 19

Рис. 1.3. Схема для снятия частотных характеристик вольтметров.

Установить первую из частот указанных в табл. 1.4.

Таблица 1.4.

F[Гц]	50	100	200	400	600	800	1000	1500	2000	5000	104		1,5∙ 104	2∙ 104	30	Раб. диап. Приб
Lg f	1,7	2	2,3	2,6	2,8	2,9	3	3,2	3,3	3,7	4		4,2	4,3	1,5
Тип приб.	Отсчёты по шкалам приборов (αif )
C-95	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55		55	55
ИВ-4
Э-30
ЭЛВ
ВЗ-38

По вольтметру С-95 установить выходное напряжение генератора в пределах от 50 до 60 В (например 55 В) и, снимая отсчеты со шкал V2, V3, V4, V5 записывать их в первую графу таблицы 1.4. Установить новое значение частоты, по вольтметру С-95 восстановить выходное напряжение генератора прежним (55 В) снять и записать отсчеты. Установить третье

значение частоты и т.д. до последней точки 30 Гц.

6. Контрольные вопросы

1. Что такое поверка? Есть ли разница между терминами "поверка" и "проверка"? Из чего состоит поверка приборов прямого действия?

2. Какие существуют методы поверки? Как выбирается образцовый прибор при поверке методом сличения амперметров и вольтметров непосредственной оценки?

3. Что такое абсолютная, относительная и приведенная погрешности? Основная и дополнительная? Класс точности прибора? Вариация?

4. Как оценивается точность результатов измерений полученных с помощью прибора определённого класса? Как оценивается точность конкретного прибора?

1.7. Содержание отчета.

1. Схемы 1.1., 1.2., 1.3.

2. Таблицы 1.3, 1.4.

2. Частотные характеристики приборов V₂ ÷ V₅, построение в осях

(см. табл. 1.4.)

α_jf

lg f где j- номер вольтметра.

1.8. Расчеты и построения

7, 8, 9 и 12 колонки таблицы 1.1. заполняются используя нижеприводимые

соотношения

где

α_ix - проверяемая точка шкалы поверяемого прибора

α_{id пр} - отсчет со шкалы образцового прибора при прямом ходе (I_{id пр.х} ; U_{id пр.х} )

α_{id об.х} - отсчет со шкалы образцового прибора при обратном ходе

(I_{id об.х} ; U_{id об.х})

А_NX - нормирующее (номинальное) значение шкалы поверяемого прибора. В графе 12 записывается итог поверки. Используя данные таблицы 1.4. построить частотиые характеристики приборов вида α_jf=α (lg f)

Приведенная дополнительная погрешность от изменения частоты определяется:

α_jf -отсчёт со шкалы вольтметра №j на частоте f

α_j50 -отсчёт со шкалы вольтметра на частоте 50 Гц

Определить и указатель на графике и в таблице 1.4. рабочий частотный диапазон, т.е. диапазон, где γ_доп ≤ k