Контрольные вопросы
1. Дайте определение следующих понятий: измерение, результат измерения, абсолютная погрешность измерения, относительная погрешность измерения.
2. Как классифицируют измерения?
3. В каких случаях проводят однократные измерения?
4. Какие измерения называются прямыми? В каких случаях выполняются прямые измерения?
5. Какие измерения называются косвенными? В каких случаях выполняются косвенные измерения?
6. Что такое средство измерений?
7. Что такое метрологические характеристики средств измерений? Какие метрологические характеристики средств измерений вы знаете?
8. Какие критерии используются при выборе прибора для однократных измерений, какие из этих критериев наиболее важны?
Лабораторная работа № 2.1.
Определение погрешности цифрового
вольтметра методом прямых измерений
Цель работы: получение навыков организации и проведения метрологических работ на примере определения (контроля) погрешности цифрового вольтметра методом прямых измерений.
Задание для домашней подготовки
Используя рекомендованную литературу и настоящее описание, изучите следующие вопросы:
- смысл понятий «единство измерений», «метрологическая аттестация», «поверка средств измерений», «метрологические характеристики средств измерений»;
- организация и порядок проведения поверки средств измерений (СИ);
- поверочные схемы;
- получение и представление результатов поверки.
Пояснения к работе
Поверка – установление пригодности средства измерений к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям. Поверка проводится официально уполномоченной организацией.
Поверочная схема для средств измерений – нормативный документ, устанавливающий соподчинение средств измерений, участвующих в передаче размера единицы от эталона рабочим СИ (с указанием методов и погрешности при передаче). Различают государственные и локальные поверочные схемы. Государственная поверочная схема распространяется на все СИ данной физической величины в стране. Локальная поверочная схема действует в пределах региона, отрасли, ведомства или предприятия. В настоящее время поверочные схемы носят рекомендательный характер, причем локальные поверочные схемы на предприятиях часто вообще отсутствуют (при небольшом объеме поверок и калибровок).
Поверочную схему можно представить в виде пирамиды, в основании которой находятся рабочие СИ данной физической величины, а вершину занимает исходный эталон величины. На верхней ступени государственных поверочных схем СИ находится государственный первичный эталон или государственный специальный эталон (рис. 1.1). Далее по убыванию точности следуют вторичные эталоны, эталоны 0, I, II III разряда, рабочие СИ. Соотношение погрешностей СИ, находящихся на соседних вышестоящей и нижестоящей ступенях поверочной схемы, должно быть не более 1:3 (лучше 1:4; 1:5 и менее).
Поверка измерительных приборов осуществляется одним из двух методов:
• прямое измерение поверяемым прибором физической величины, воспроизводимой эталонной мерой (однозначной или многозначной); разность между показаниями прибора и размером меры является погрешностью поверяемого прибора;
• методом сличения показаний поверяемого Xп и эталонного приборов Xэ при измерении одной и той же физической величины X (рис. 1.2), при этом погрешность поверяемого прибора
Δ = Xэ – Xп.
Рис. 1.1. Государственная поверочная схема
Рис. 1.2. Схема поверки СИ методом сличения с образцовым СИ
Метод сличения поверяемого средства измерений с эталонным СИ – наиболее распространенный метод поверки в области электрических и магнитных измерений.
Метод сличения имеет два варианта реализации:
- путем изменения измеряемой величины Х в поверяемой точке диапазона устанавливается требуемое значение Xэ и считывается соответствующее значение Xп; это удобно при автоматизации поверочных работ, так как позволяет поверять одновременно несколько приборов с помощью одного эталона;
- путем изменения измеряемой величины Х в поверяемой точке диапазона устанавливается требуемое значение Xп, и считывается соответствующее значение Xэ; это позволяет определить погрешность более точно, так как эталонный прибор обычно имеет меньшую цену единицы младшего разряда индикатора (деления шкалы).
В зависимости от решаемой задачи, различают первичную, периодическую, внеочередную, инспекционную и другие виды поверки. Поверка производится в соответствии с методикой, которая утверждается в установленном порядке.
Первичная поверка выполняется при выпуске СИ из производства или после ремонта, а также при ввозе средства измерений из-за границы партиями, при продаже.
Периодическая поверка выполняется через установленные межповерочные интервалы времени для СИ, находящихся в эксплуатации или на хранении.
Внеочередная поверка проводится до наступления срока очередной периодической поверки СИ. Необходимость внеочередной поверки может возникнуть вследствие разных причин: ухудшение метрологических свойств СИ или подозрение в этом, нарушение условий эксплуатации, нарушение поверительного клейма и др.
Инспекционная поверка проводится органом государственной метрологической службы при проведении государственного надзора за состоянием и применением СИ.
Нормативные документы, на основе которых проводится поверка СИ:
- государственные стандарты групп однотипных средств измерений;
- рекомендации по поверке групп однотипных средств измерений, принимаемые национальным органом по метрологии или его организациями;
- инструкции по поверке (методики поверки) в составе эксплуатационной документации СИ.