Министерство образования и науки Российской Федерации Национальный исследовательский университет «МИЭТ»

Е.И. Бажанов, Д.А. Головлев

Лабораторный практикум по курсу «Метрология, стандартизация

и сертификация»

Утверждено редакционно-издательским советом института

Москва 2011

УДК 621.317(07)

Рецензент доц. П.В. Зубарев

Бажанов Е.И., Головлев Д.А.

Лабораторный практикум по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация». - М.: МИЭТ, 2011. - 68 с.: ил.

Лабораторный практикум содержит описания лабораторных работ, посвященных изучению метрологических характеристик электронных измерительных приборов и преобразователей, видов и методов измерений, видов погрешностей и способов их вычисления. Представлен программный пакет «STATISTICA» для статистической обработки результатов измерений с многократными наблюдениями.

Для студентов дневного и вечернего отделений, обучающихся по специальностям «Комплексная защита объектов информатизации» и «Вычислительные машины, комплексы, системы и сети» и изучающих курс «Метрология, стандартизация и сертификация», а также для студентов технических колледжей и высших учебных заведений, желающих расширить знания и умения в области измерений электрофизических величин.

Бажанов Евгений Иванович Головлев Дмитрий Анатольевич

Лабораторный практикум по курсу «Метрология, стандартизация и сертификация»

Редактор А.В. Тихонова. Технический редактор Л.Г. Лосякова. Корректор Л.Г. Лосякова. Верстка авторов.

Подписано в печать с оригинал-макета 14.06.2011. Формат 60x84 1/16. Печать офсетная. Бумага офсетная. Гарнитура Times New Roman. Усл. печ. л. 3,94. Уч.-изд. л. 3,4. Тираж 250 экз. Заказ 114.

Отпечатано в типографии ИПК МИЭТ.

124498, Москва, Зеленоград, проезд 4806, д. 5, МИЭТ.

3

Предисловие

«Наука начинается с тех пор, как начинают измерять. Точная наука немыслима без меры» - такими словами выразил значение измерений основоположник отечественной метрологии и основатель первого научного метрологического учреждения России - Главной палаты мер и весов Дмитрий Иванович Менделеев.

Измерения являются одним из важнейших путей познания человеком окружающего мира. Измерения дают количественную характеристику его различным материальным проявлениям, раскрывают действующие в природе закономерности. Никакая практическая деятельность человека в научной, технической или какой-либо другой сфере невозможна без измерений.

Необходимость проводить измерения сопровождает человека с древнейших времен. Развиваясь от примитивных измерений до создания сложных автоматизированных измерительных комплексов, этот вид деятельности человека прошел долгий путь по становлению метрологии как науки об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.

Бурное развитие науки, техники и технологий, начиная с середины прошлого столетия, привело к необходимости резкого увеличения количества ежедневно проводимых самых различных измерений - от простых до сложных измерений в космосе. Несомненно, что такое увеличение измерений потребовало соответствующих мероприятий по их регламентации и контролю со стороны государственных органов. Появились самостоятельный раздел метрологии - «Законодательная метрология» и две ее основные составляющие - «Стандартизация» и «Сертификация».

Необходимо отметить тесную диалектическую взаимосвязь метрологии с такими областями знаний, как электроника, вычислительная техника, сетевые технологии, защита информации и др. Эта взаимосвязь обусловлена, с одной стороны, тем, что в указанных областях знаний на измерения затрачивается большое количество (более 25%) различного рода ресурсов: финансовых, временных и других. С другой стороны, в настоящее время все чаще требуется проводить комплексные измерения (одновременное измерение нескольких параметров) в реальном времени. Организовать такие измерения без использования электронных устройств и средств вычислительной техники невозможно. Курс «Метрология, стандартизация и сертификация» направлен на формирование у будущих инженеров метрологической культуры на базе изучения теоретических

положений, отдельных средств измерений, их метрологических характеристик и методик

4

их поверки. Наряду с лекциями и самостоятельной работой важнейшей методической составляющей процесса обучения является выполнение лабораторных работ. Лабораторный практикум позволяет не только закрепить изученный теоретический материал, но и помочь студентам сформировать навыки инженерного труда.

Авторы выражают искреннюю благодарность Автушенко К.И., Корячко А.С. и Ларионовой А.Ю. за помощь в подготовке материала практикума.

5

Лабораторная работа № 1. Поверка вольтметра на постоянном и переменном токе методом непосредственного сличения с образцовым

прибором

Цель работы: ознакомление с инструментальными погрешностями электроизмерительных приборов и методикой определения некоторых метрологических характеристик приборов.

Продолжительность работы - 4 ч.

Аппаратура: поверяемый вольтметр класса точности γ ≥ 2,5 типа В7-36; образцовый вольтметр класса точности γ  0,5 типа В7-16А; генератор синусоидальных сигналов типа Г3-112.

Теоретические сведения

Термины и определения

Вольтметр - измерительный прибор^*, предназначенный для прямых измерений напряжения постоянного и (или) переменного тока по методу непосредственной оценки. Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Прямое измерение - измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных.

Метод непосредственной оценки - метод измерений, в котором значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Стрелочные вольтметры относятся к группе электромеханических приборов. Электромеханический прибор включает в себя измерительную цепь, измерительный механизм и отсчетное устройство.

_______________________________________

^* Здесь и далее определения даны по ГОСТ 16263-72.

6

Измерительная цепь служит для преобразования измеряемой электрической величины в другую электрическую величину, непосредственно воздействующую на измерительный механизм.

Измерительный механизм преобразует электрическую величину в угол поворота подвижной части отсчетного устройства.

Отсчетное устройство служит для визуального отсчитывания значений измеряемой величины в зависимости от угла поворота подвижной части. Отсчетное устройство электромеханического прибора состоит из шкалы и указателя.

Шкала средства измерений - часть отсчетного устройства, представляющая собой совокупность отметок и проставленных у некоторых из них чисел отсчета или других символов, соответствующих ряду последовательных значений величины.

Отметка шкалы - знак на шкале, соответствующий некоторому значению измеряемой величины.

Числовая отметка шкалы - отметка шкалы, у которой проставлено число отсчета. Средства измерений, находящиеся в пользовании, должны периодически подвергаться поверке согласно ГОСТ 8002-71. Поверка средств измерений проводится для установления пригодности их к применению.

Поверка измерительных приборов предполагает оценку их метрологических характеристик.

Метрологическая характеристика средства измерений - характеристика одного из свойств средства измерений, влияющих на результат измерений или его погрешность.