Лекція12. Методи метрологічного калібрування звт

Перевірна схема – це документ, що встановлює засоби, методи і точність передавання розміру одиниці даної величини від еталона до робочих ЗВТ. Перевірні схеми зображаються як послідовна розгалужувальна схема, кожна із ступенів якої відповідає передаванню розміру одиниці фізичної величини між еталонами і робочими ЗВТ.

Перевірна схема регламентує порядок і точність передавання одиниць, методи і засоби перевірки.

Під методами перевірки розуміють методи передачі розміру одиниць фізичної величини. У основу класифікації вживаних методів перевірки покладені наступні ознаки, відповідно до яких ЗВТ можуть бути перевірені:

1) без використання компаратора або приладу порівняння, тобто безпосереднім звіренням ЗВТ, що повіряється, з еталонним ЗВТ того ж виду;

2) звіренням ЗВТ, що повіряється, з еталонним ЗВТ того ж виду за допомогою компаратора або інших засобів порівняння;

3) прямим вимірюванням ЗВТ значення фізичної величини, що повіряється, відтворною еталонною мірою;

4) прямим вимірюванням еталонним ЗВТ значення фізичної величини, що відтворюється перевірюваною мірою;

5) непрямим вимірюванням величини, що відтворюється мірою або приладом, які калібруються;

6) шляхом незалежної (автономною) перевірки.

Дані методи перевірки можуть мати свої різновиди, проте за своєю суттю вони можуть бути зведені до одного з перерахованих вище методів.

Метод безпосереднього звірення

При перевірці даним методом встановлюють необхідні значення вимірюваної величини X і порівнюють показом приладу Хп і еталонного приладу Хе, що перевіряється. Різниця між їх показами визначатиме абсолютну похибку приладу, що перевіряється

=Хп  Хе (1)

яку приводять до нормованого значення X_N для отримання зведеної похибки:

. (2)

Цей метод на практиці може бути реалізований двома способами:

1) Реєстрацією поєднань. При цьому способі покажчик приладу, що повіряється, суміщають з відміткою шкали ЗВТ, що перевіряється. Похибка вимірювань визначають розрахунковим шляхом по формулі (1), як різниця між показом приладу (малюнок 1, а), що перевіряється, і дійсним значенням, що визначається за показами еталонного приладу (малюнок 1, б).

а) б)

Малюнок 1

2) відліком похибки за шкалою приладу, що перевіряється. Суть способу пояснюється на малюнку 2.

Похибку визначають як відстань між відміткою, що повіряється, і покажчиком приладу, що повіряється.

а) б)

Малюнок 2

Перший спосіб зручний тим, що похибку можна точніше відлічити по еталонному приладу.

Перевагою другого способу є те, що ми можемо одночасно повіряти декілька приладів за допомогою одного еталонного.

Основною перевагою методу безпосереднього звірення є простота і відсутність необхідності застосування складного устаткування.

Метод звірення за допомогою компаратора (приладу порівняння)

Цей метод застосовують тоді, коли неможливо або складно порівняти свідчення двох приладів або двох мір.

Вимірювання в цьому випадку виконують шляхом введення в схему перевірки компаратора, що дозволяє побічно порівнювати дві однорідні або різнорідні фізичні величини.

Компаратором може бути ЗВТ, що однаково реагує на сигнал еталонного ЗВТ і ЗВТ, що повіряється.

Наприклад, при звіренні мір опору, ємкості і індуктивності як компаратор використовують мости постійного або змінного струму. При порівнянні мір опору і ЕДС – потенціометри.

Звірення мір за допомогою компаратора здійснюється з використанням того або іншого різновиду методу порівняння. Найбільш поширеними є методи зіставлення і заміщення.

Суть цих методів полягає в наступному. При використанні методу зіставлення дві порівнювані величини подаються на різні входи компаратора, а при використанні методу заміщення  в одну і ту ж частину схеми подається одна величина, а потім інша. Загальним для цих методів перевірки є вироблення різницевого (диференціального) сигналу

Х = Х  Х_м. (3)

Якщо Х зводиться до нуля шляхом зміни значення X_м, тоді цей метод називається нульовим. Якщо ж значення Х не рівно нулю – диференціальним.

При використанні методу зіставлення дві порівнювані величини подаються на входи компаратора одночасно, що дозволяє зменшити вплив на результати перевірки впливаючих величин, оскільки ці впливаючі величини практично однаково спотворюють сигнал.

Перевагою методу заміщення є те, що дві порівнювані величини включаються в одну і ту ж частину схеми. Це дозволяє виключити похибки, що виникають унаслідок несиметрії схеми компараторів.

Недолік нульового методу заміщення полягає в тому, що ми повинні мати міру, що дозволяє відтворювати будь-яке значення вимірюваної величини без істотного пониження точності.

Особливістю диференціального методу порівняння є можливість отримання достовірних результатів звірення навіть при використанні порівняно грубих засобів для вимірювання різниці.