Поверка и калибровка средств электрических измерений. Задачи и методические указания для практических занятий. Учебное пособие

декад можно использовать разные эталонные средства измерения, удовлетворяющие по погрешности установленным отношениям.

Задача 3.13. Подлежит поверке магазин сопротивления типа Р33 класса точности 0,2/610-6 состоящий из из шести декад 9 10000 Ом, 9 1000 Ом, 9 100 Ом, 9 10 Ом, 9 1 Ом, 9 0,1 Ом. Предел допускаемой погрешности вычисляют по формуле (3-1). Какой должна быть погрешность эталонного средства измерения?

Указание. Необходимо предварительно вычислить предел допускаемой погрешности для первой ступени каждой декады магазина сопротивления, затем разделить результат на 3.

Ответ. Для поверки старшей декады не более 0,067 % , для поверки младшей декады не более 2,1 %.

Задача 3.14. Подлежит поверке магазин сопротивления типа Р4831 класса точности 0,002/2 10-6 , состоящий из восьми декад

10000 Ом, 1010000 Ом, 1010000 Ом, 1010000 Ом, 1010000 Ом, 10 10000 Ом, 10 1000 Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом,

10 0,01 Ом, 10 0,001 Ом. Предел допускаемой погрешности вычисляют по формуле (3.1). Какой должна быть погрешность эталонного средства измерения?

Ответ. Для поверки старшей декады не более 0,0067 % , для поверки младшей декады не более 0,081 %.

Задача 3.15. Подлежит поверке магазин сопротивления типа МСР-60М класса точности 0,02, состоящий из шести декад 10 1000

Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом, 10 0,01 Ом. Предел допускаемой погрешности вычисляют по формуле

δп = (0,02+0,02m/R), % .

Какой должна быть погрешность эталонного средства измерения?

Ответ. Для поверки старшей декады не более 0,0067 % , для поверки младшей декады не более 4,0 %.

Задача 3.16. Подлежит поверке магазин сопротивления типа Р327 класса точности 0,01, состоящий из шести декад 10 10000 Ом,

10 1000 Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом. Предел до-

пускаемой погрешности вычисляют по формуле

δп = (0,01+0,02m/R), % .

31

Какой должна быть погрешность эталонного средства измерения?

Ответ. Для поверки старшей декады не более 0,0033 % , для поверки младшей декады не более 0,40 %.

3.4. Вычисление действительного значения сопротивления

Действительное значение сопротивления магазина Rд вычисляют вычитанием начального сопротивления Rо из измеренного значения сопротивления Rизм

Поскольку начальное сопротивление, как правило, существенно меньше по сравнению с сопротивлением старших декад магазина, то при вычислении действительного значения сопротивления старших декад можно пренебречь начальным сопротивлением и считать Rд = Rизм. Остается только определить через какую ступень проходит «граница» между старшими и младшими декадами. В методических указаниях МИ 1695-87 «Магазины сопротивления постоянного тока. Методика поверки» дан критерий, воспользовавшись которым получаем формулу для вычисления сопротивления, граничного между старшими и младшими декадами Rгр.

Для магазинов сопротивления, предел допускаемой погрешности которых задан в виде (3.1), граничное сопротивление равно

Для магазинов сопротивления, предел допускаемой погрешности которых задан в виде (3.2), граничное сопротивление равно

При вычислении граничного сопротивления в формулах (3.5) и (3.6) следует записывать значение начального сопротивления, нормированное для поверяемого магазина.

При вычислении действительного значения сопротивления в формуле (3.4) следует записывать среднее значение начального со-

32

противления Rоср , полученное при поверке магазина сопротивления.

В случаях, когда обработка результатов поверки магазина сопротивления производится на персональном компьютере, вопрос о вычислении граничного сопротивления можно игнорировать и для всех декад пользоваться формулой (3.4).

Задача 3.17. Вычислите граничное сопротивление для магазина типа Р33 класса точности 0,2/6 10-6 , состоящего из шести декад

9 10000 Ом, 9 1000 Ом, 9 100 Ом, 9 10 Ом, 9 1 Ом, 9 0,1 Ом.

Начальное сопротивление не более 0,06 Ом.

Ответ. 147 Ом.

Задача 3.18. После четырехкратного измерения начального сопротивления магазина типа Р33 и измерения сопротивления ступеней третьей декады были получены результаты, приведенные в таблицах. Начальное сопротивление должно быть не более 0,06 Ом.

Вычислите среднее значение начального сопротивления и действительные значения сопротивления ступеней. До какой ступени следует вычитать начальное сопротивление?

Ответ. 0,037 Ом. До первой ступени третьей декады.

Задача 3.19. Вычислите граничное сопротивление для магазина типа Р4831 класса точности 0,002/2 10-6, состоящего из восьми де-

кад 10 10000 Ом, 10 1000 Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1

Ом, 10 0,01 Ом, 10 0,001 Ом. Начальное сопротивление не более

0,002 Ом.

Ответ. 49 Ом.

Задача 3.20. После четырехкратного измерения начального сопротивления магазина типа Р4831 были получены результаты

33

0,0043, 0,0057, 0,0028 и 0,0062 Ом. Результаты измерения сопро-

тивления ступеней четвертой декады приведены в таблице.

Вычислите среднее значение начального сопротивления и действительные значения сопротивления ступеней. До какой ступени следует вычитать начальное сопротивление?

Ответ. 0,0048 Ом. До четвертой ступени четвертой декады. Задача 3.21. Вычислите граничное сопротивление для магазина

типа МСР-60М класса точности 0,02, состоящего из шести декад

10 1000 Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом, 10 0,01 Ом.

Предел допускаемой погрешности вычисляют по формуле

δо = (0,02+0,02m/R), % .

Начальное сопротивление не более 0,018 Ом.

Ответ. 444 Ом.

Задача 3.22. После четырехкратного измерения начального сопротивления магазина типа МСР-60М были получены результаты

0,0134, 0,0175, 0,0182 и 0,0126 Ом. Результаты измерения сопро-

тивления ступеней второй декады приведены в таблице.

Вычислите среднее значение начального сопротивления и действительные значения сопротивления ступеней. До какой ступени следует вычитать начальное сопротивление?

Ответ. 0,0154 Ом. До четвертой ступени второй декады. Задача 3.23. Вычислите граничное сопротивление для магазина

типа Р327 класса точности 0,01, состоящего из шести декад

34

10 10000 Ом, 10 1000 Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом.

Предел допускаемой погрешности вычисляют по формуле

δо = (0,01+0,02m/R), % .

Начальное сопротивление не более 0,012 Ом.

Ответ. 588 Ом.

Задача 3.24. После четырехкратного измерения начального сопротивления магазина типа Р327 были получены результаты

0,0114, 0,0075, 0,0082 и 0,0106 Ом. Результаты измерения сопро-

тивления ступеней второй декады приведены в таблице.

Вычислите среднее значение начального сопротивления и действительные значения сопротивления ступеней. До какой ступени следует вычитать начальное сопротивление?

Ответ. 0,0094 Ом. До пятой ступени второй декады.

3.5. Вычисление погрешностей магазина сопротивления

Абсолютную погрешность магазина сопротивления вычисляют по формуле

R = Rн – Rд .

Относительную погрешность магазина сопротивления вычисляют по формуле

δ = 100 R/Rн ,%.

Задача 3.25. Вычислите абсолютную и относительную погрешности третьей декады магазина сопротивления типа Р33 по условию задачи 3.18.

Ответ. Для первой ступени –0,89 Ом и -0,89 %.

35

Задача 3.26. Вычислите абсолютную и относительную погрешности четвертой декады магазина сопротивления типа Р4831 по условию задачи 3.20.

Ответ. Для первой ступени –0,024 Ом и -0,24 %.

Задача 3.27. Вычислите абсолютную и относительную погрешности второй декады магазина сопротивления типа МСР-60М по условию задачи 3.22.

Ответ. Для первой ступени –0,27 Ом и -0,27 %.

Задача 3.28. Вычислите абсолютную и относительную погрешности второй декады магазина сопротивления типа Р327 по условию задачи 3.24.

Ответ. Для первой ступени –0,2 Ом и -0,2 %.

3.6Вычисление контрольного допуска

Контрольный допуск следует вычислять в следующей последовательности.

Шаг 1. Вычислите погрешность поверяемого магазина сопротивления δп для последней ступени всех его декад.

Шаг 2. Вычислите погрешность эталонного средства измерения δо для значений сопротивлений из шага 1.

Шаг 3. Вычислите отношение δо/δп результата шага 2 к результату шага 1.

Шаг 4. Выберите в нижеприведенной таблице строку, ближайшую к вычисленному в шаге 3 значению отношения.

Шаг 5. Выберите в таблице столбец, задавшись максимальной вероятностью необнаруженного брака поверки Рмн.

Шаг 6. Запишите значение коэффициента коррекции контрольного допуска γ, расположенное на пересечении выбранных строки и столбца.

36

Шаг 7. Вычислите контрольный допуск δк по формуле δк = γδп для всех декад.

Задача 3.29 Предстоит поверить магазин сопротивления типа Р33 класса точности 0,2/6 10-6, состоящий из шести декад 9 10000

Ом, 9 1000 Ом, 9 100 Ом, 9 10 Ом, 9 1 Ом, 9 0,1 Ом. В качестве эта-

лонного средства измерения выбран цифровой омметр типа Щ306, предел допускаемой погрешности которого на диапазонах 0 – 100 кОм, 0 – 10 кОм и 0 – 1 кОм равен δо = 0,05 + 0,005 (Rк/R - 1), % , на диапазоне 0 – 100 Ом равен δо = 0,04 + 0,0025 (Rк/R - 1), % , где Rк – конечное значение диапазона измерения.

Вычислите контрольный допуск для всех декад магазина сопротивления Р33, выбрав максимальную вероятность необнаруженного брака поверки, равной 0,15.

Решение. Предел допускаемой погрешности магазина Р33

δп = 0,2 + 6 10-6 (99999,9/R - 1), % .

Для девятой ступени первой декады:

δп = 0,2 + 6 10-6 (99999,9/90000 - 1) = 0,2 % . δо = 0,05 + 0,005 (105/90000 - 1), % = 0,05 % . δо/δо = 0,05/0,2 = 1:4.

γ = 0,87 δк = 0,87 0,2 = 0,17 %.

Для остальных декад расчет производится аналогично.

Задача 3.30. Предстоит поверить магазин сопротивления типа МСР-60М класса точности 0,02, состоящий из шести декад 10 1000

Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом, 10 0,01 Ом. Предел допускаемой погрешности вычисляют по формуле

δо = (0,02+0,02m/R), % .

В качестве эталонного средства измерения выбран омметр цифровой типа Щ31, предел допускаемой погрешности которого на диапазонах 0 – 1 кОм, 0 – 10 кОм, 0 – 100 кОм равен δо = 0,005 + 0,001(Rк/R - 1), %, где Rк – конечное значение диапазона измерения.

Вычислите контрольный допуск для всех декад магазина сопротивления МСР-60М, выбрав максимальную вероятность необнаруженного брака поверки, равной 0,20.

37

Ответ. Для десятой ступени старшей декады γ = 0,89, δк = 0,18 %.

Задача 3.31. Предстоит поверить магазин сопротивления типа Р327 класса точности 0,01, состоящий из шести декад 10 10000 Ом,

10 1000 Ом, 10 100 Ом, 10 10 Ом, 10 1 Ом, 10 0,1 Ом. Предел до-

пускаемой погрешности вычисляют по формуле

δо = (0,01+0,02m/R), % .

В качестве эталонного средства измерения выбран цифровой универсальный вольтметр типа В7-54/1, предел допускаемой погрешности которого в диапазоне измерения от 1 10-4 до 1 109 Ом равен 0,0033 %.

Вычислите контрольный допуск для всех декад магазина сопротивления Р327, выбрав максимальную вероятность необнаруженного брака поверки, равной 0,10.

Ответ. Для десятой ступени старшей декады γ = 0,80, δк = 0,008 %.

38

ОГЛАВЛЕНИЕ

1.Поверка и калибровка амперметров, вольтметров, ваттметров и варметров …………………………………………… 3

1.1.Выбор метода поверки ……………………………………...… 3

1.2.Выбор эталонного средства измерения по погрешности…... 6

1.3.Выбор значения частоты переменного тока ……………….. 11

1.4.Вычисление погрешности и вариации показаний …………. 13

2.Поверка и калибровка аналоговых омметров и мегаомметров ……………………………………………...…… 17

2.1.Вычисление чувствительности …………………………...… 17

2.2.Выбор эталонного магазина сопротивления ………………. 19

2.3.Вычисление погрешности и вариации показаний ………… 24

3.Поверка и калибровка магазинов сопротивления на постоянном токе ……………………………………………… 27

3.1.Нормирование погрешности ……………………………….. 27

3.2.Нормирование номинальной мощности …………………… 29

3.3.Выбор эталонных средств измерений по погрешности …... 30

3.4.Вычисление действительного значения сопротивления ……………………………………………….. 32

3.5.Вычисление погрешностей магазина сопротивления …….. 35

3.6.Вычисление контрольного допуска ………………………... 36

39