Метрология, стандартизация и сертификация. Лабораторный практикум

9.4. Оцените погрешность нелинейности преобразователя

9.6. Найдите оценку максимальной общей погрешности

9.7. Если общая погрешность и ее составляющие соответствуют нормам, установленным в документации на данный тип измеритель- ных преобразователей давления, то поверяемый прибор признается годным для дальнейшего использования.

41

Содержание отчета

Отчет о выполненной работе должен содержать следующие све-

дения:

1)цель работы;

2)используемое оборудование и приборы;

3)результаты измерений в виде таблиц;

4)расчетные формулы и результаты расчетов погрешностей;

5)заключение о результатах поверки.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Какое назначение поверяемого измерительного преобразователя?

2.Что такое номинальная функция преобразования измерительного пре-

образователя?

3.Что такое вариация преобразователя?

4.Что такое погрешность нелинейности?

5.Что такое поверка средств измерений?

6.Какой способ поверки используется в данной работе?

7.Какие требования предъявляются к образцовому манометру и вольт-

метру?

8.Как оценить составляющие погрешности поверяемого преобразователя?

9.Какова цель опробования измерительного преобразователя?

42

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Анцыферов, С.С. Общая теория измерений: учеб. пособие / С.С. Анцы- феров, Б.И. Голубь; под ред. Н.Н. Евтихиева. – М.: Горячая линия – Телеком,

2007. – 176 с.

2.Рогов, В.А. Методика и практика технических экспериментов: учеб. посо- бие для студ. вузов / В.А. Рогов, Г.Г. Поздняк. – М.: Академия, 2005. – 288 с.

3.Сергеев, А.Г. Метрология: учеб. пособие для вузов / А.Г. Сергеев,

В.В. Крохин. – М.: Логос, 2002. – 408 с.

43

Лабораторная работа № 5

ПОВЕРКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ ПОСТОЯННОГО ТОКА

Цель работы – знакомство с образцовым прибором – вольтмет- ром-калибратором постоянного тока и изучение методики экспери- ментальных исследований погрешностей источника напряжения и поверки вольтметра с помощью этого образцового прибора.

Задачи работы – овладеть методикой управления вольтметром- калибратором постоянного тока В1-18 и приобрести навыки поверки средств измерений с помощью этого прибора.

Краткие сведения о вольтметре-калибраторе постоянного то-

ка В1-18

Вольтметр-калибратор постоянного тока В1-18 представляют со- бой образцовый прецизионный прибор, предназначенный для повер- ки и метрологических исследований широкой номенклатуры прибо- ров постоянного тока как в составе автоматизированных систем, взаимодействующих через канал общего пользования (ГОСТ 26.00380), так и автономно.

В режимах ручного, дистанционного, автоматического и про- граммного управления прибор обеспечивает:

1) воспроизведение напряжений постоянного тока в диапазоне

+(1 мкВ – 11,999999 В); 2) измерение напряжений постоянного тока в диапазоне

+(0,1 мкВ – 1000 В);

44

3) измерение приращений (отклонений) напряжения постоянного тока в абсолютных и относительных единицах в диапазонах

+(0,1 мкВ – 1000 В) и +(0,00001 % – 9 9,99999 %) соответственно;

4)математическую обработку и статистический анализ результа- тов измерений (операции умножения, вычитания, усреднения), реги- страцию экстремальных и средних значений по серии измерений;

5)диагностику неисправностей и метрологического состояния прибора;

6)автокалибровку (автоматическую самоповерку прибора);

7)агрегатирование в автоматизированные системы и комплексы многоцелевого назначения на основе стандартного интерфейса – ка- нала общего пользования (КОП) по ГОСТ 26.003-80 (аналог стандар-

та IЕЕЕ-488);

8)регистрацию на внешнем самопишущем приборе информации цифрового индикатора прибора.

Функциональные и метрологические возможности прибора В1-18 значительно расширяются при использовании приборов В9-12, B1-19

иB1-24 (или B1-30).

Первый из них позволяет расширить диапазон воспроизводимых на- пряжений до 1000 В, реализовать функцию измерения сопротивлений в диапазоне от 0,00001 Ом до 1000 МОм и функции воспроизведения то- ков (от 0,01 нА до 100 мА) и сопротивлений (в декадных точках).

Два других прибора: двухпредельный однодекадный калибратор напряжения с ультралинейной характеристикой В1-19 и мера напря- жения В1-24 (или В1-30) выполняют подчиненную роль сервисной

45

аппаратуры, обеспечивая поверку и калибровку прибора В1-18 и дру- гой аппаратуры аналогичного назначения.

Прибор В1-18 представляет собой функционально полный циф- ровой вольтметр, использующий компенсационный метод измерения, при котором напряжение исследуемого источника компенсируется напряжением встроенного источника. Последний (при замкнутом входе вольтметра) используется в качестве источника калиброванных напряжений (ИКН), дополняя прибор функцией воспроизведения (ка- либратора) напряжений.

Работой вольтметра и калибратора управляет встроенная специа- лизированная микроЭВМ с жесткой программой, образующая совме- стно с органами управления передней панели и интерфейсными уст- ройствами связи блок управления (рис. 5.1). Последний обеспечивает управление функциональным блоком, передней панелью и интерфей- сом связи с каналом общего пользования (КОП), через который осу- ществляется связь прибора при его работе в составе автоматизиро- ванных комплексов, а также математическую обработку измерений (с выдачей модифицированного результата измерений на индикатор- ное табло и управление процессом автокалибровки прибора.

Для повышения температурной и временной стабильности при- бора предусмотрена автоматическая самоповерка и последующая коррекция (автокалибровка) погрешностей, обусловленных дрейфом «нуля» усилителя и масштабных коэффициентов передачи измери- тельного тракта прибора.

Цифроаналоговый преобразователь (с источником опорного на- пряжения), высокая температурная и временная стабильность которо-

46

го достигается структурными, конструктивными и параметрическими методами, системой автокалибровки не охватывается, а его выходные параметры используются в качестве эталонных уровней, по которым осуществляется калибровка.

Автокалибровка включается автоматически через 1,5 и 2 ч после включения прибора в сеть.

В приборе предусмотрены два режима автокалибровки: автока- либровка по полной и укороченной программам.

Автокалибровка по укороченной программе продолжается около 50 с

ивключает в себя коррекцию «нуля» основного предела измерения (10 В). Автокалибровка по полной программе реализуется в течение 3 мин

ивключает коррекцию нуля всех пределов измерения и коррекцию по- грешности коэффициентов передачи 1:10 и 1:100 входного делителя.

Регламентные автокалибровки, включаемые через 0,5 и 2 ч, осуще- ствляются по полной программе независимо от режима работы прибора.

Автокалибровка, включаемая по вызову оператора, осуществля- ется по полной программе при работе прибора на пределах измерения 100 и 1000 В и по короткой программе – при его работе на пределе измерения 10 В.

На панели управления вольтметра калибратора находятся сле- дующие группы кнопок управления:

1)группой кнопок «РОД РАБОТЫ» обеспечивается выбор одного из четырех возможных основных режимов работы прибора: источни- ка калиброванных напряжений – «ИКН», вольтметра – «V», измери- теля приращений – «∆V», «∆V %» (с отсчетом приращений в вольтах

ипроцентах соответственно);

47

2)группой кнопок «ПРЕДЕЛЫ ИЗМЕРЕНИЙ» выбирается тре- буемый предел измерения и режим его выбора: ручной – «10V», «100V», «1000V» или автоматический – «○»;

3)группой кнопок «РАЗРЯДЫ» устанавливается требуемое коли- чество разрядов (4, 5, 6, 7) и необходимая чувствительность (соответ- ственно 10-4, 10-5, 10-6, 10-7) в режиме измерений;

4)группой кнопок статистического анализа результатов измере- ния «#», «min», «СРЕДН», «max» и «ВРЕМЯ» обеспечивается регист- рация, запоминание и индикация (по вызову) средних и экстремаль- ных (максимальных и минимальных) значений измеряемой величины

имоментов времени, соответствующих каждому из них;

5)наборное поле «0», «1», «2», «3», «4», «5», «6», «7», «8», «9» обес-

печивает ввод данных (числовой информации) в прибор: установка на- пряжения в режиме калибратора («ИКН»), задание констант «d», «c», «n» в вычислительных режимах (« X – d», «c*x», «∑x/n») работы вольт- метра («V») и измерителя приращений напряжений («∆V»);

6)группа кнопок «РЕДАКТИРОВАНИЕ» «●●►», «►», «←», ФИКС, «+/-» позволяет оператору устанавливать требуемый порядок

ипоследовательность ввода данных в прибор и их редактирование (корректировку). Кнопкой «+/-» устанавливается полярность калиб- ратора и знак констант «d» и «C»;

7)группой кнопок «ДЕВИАЦИЯ» устанавливается режим индика- ции отклонений выходного напряжение калибратора от предварительно установленного значения в вольтах («∆U») или процентах («∆U %»);

8)группа кнопок «ОБРАБОТКА» с кнопкой «∆», – контроль кон-

стант n, d, c, o, «x-d», «C*X», «∑x/n», «∆, n, d, C, D». Этой группой

48

кнопок обеспечиваются: усреднение результатов измерений («∑x/n»), операции «сдвиг» («x-d»), и «масштабирование» («с*x»), при которых из каждого результата измерения вычитается константа «d» или каж- дый результат измерения умножается на константу «o». Кнопкой «n, d, c, o» константы «n», «d», «c» и опорное значение напряжения U0 (U0 – напряжение, относительно которого вычисляются приращения ∆U и ∆U %) извлекаются из памяти прибора и последовательно, по- сле каждого нажатия кнопки, индицируются на табло прибора;

9) группой кнопок специального назначения ФИЛЬТР, ТЕСТ, «▼», «X», «◊» обеспечивается включение и индикация ряда специ- фических режимов работы прибора, таких как: дополнительная фильтрация входного напряжения, автокалибровка (▼), запуск (◊) калибратора и сброс (X) выходного напряжения (информация), диаг- ностика неисправностей прибора (ТЕСТ).

Описание лабораторной установки

В состав лабораторной установки входят следующие приборы.

1.Вольтметр-калибратор постоянного тока В1-18.

2.Регулируемый источник питания постоянного тока типа Б5-47.

3.Милливольтметр или вольтметр постоянного тока с пределом измерения не более 10 В.

При выполнении лабораторной работы проводятся два экспери- ментальных исследования:

1)исследование погрешностей регулируемого источника пи-

тания;

49