Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Метрология, стандартизация и сертификация. Учебно-методическое пособие
.pdf
41
Общее правило, которым следует руководствоваться при пересчете
значений, основывается на следующем равенстве:
] = а2[A2], (13)
1[A1
где символами а
символами [A
А = а
и а2 обозначены числовые значения величины, а
1
] и [A2] – единицы, в которых они выражены.
1
Из приведенного равенства следует, что искомое новое значение А
должно определяться из соотношения
[A ]
1
а
а
21
– численное значение величины А, подлежащее пересчету;
где а
1
[A ]
1
– отношение “старой” единицы к “новой”, в которой следует
[A ]
2
, (14)
[A ]
2
выразить значение величины А.
Соотношения единиц приводятся в справочниках по Международной
системе СИ или могут быть вычислены самостоятельно по формулам
размерностей. Например, отношение единиц давления – избыточной атмосферы
2
(кгс/см
) и паскаля (Н/м2) – может быть определено с учетом их размерностей
следующим образом:
кгс кгс Н
[]:[Па][ ]:[ ],
222
см см м
(15)
[кгс
где [кгс] = кгg;
g – ускорение силы тяжести, равное 9,81…м/с
[H] = [кгм/с
2
].
2
;
Подставляя эти значения в исходные соотношения, получим
см
2
2
4
.
109,81...
9,81...м
9,81...мкг
смс
мкг
:
2222
мсм
42
В системе СИ принято расчетное (условно точное) значение
Номер
задания
Содержание задания
1
Модуль продольной упругости стали – 21,3 кгс/мм2
2
Плотность латуни – 8,14 г/см3
3
Погрешность мембранного преобразователя давления – не более
5 мм вод. ст.
4
Динамическая вязкость бензола – 0,1910 -3 мм рт. ст.·с
5
Удельный объем – 24,2 кварты на фунт
6
Яхта прошла расстояние в 537 морских миль со средней скоростью 11
узлов
7
Максимальное напряжение в сечении вала составило 12,3 кгс/мм2
8
Автомобиль оснащен двигателем мощностью 120 л.с.
9
Напряженность магнитного поля составляет 137 Э
10
Энергозатраты составили 2255 ккал
11
Расход энергии человеком при чтении вслух составляет 1,5 ккал в час
на 1 кг веса
12
Давление составляло 25 торр
13
Расстояние от Солнца до ближайшей звезды (Проксима Центавра)
составляет примерно 1,3 парсека
14
За 28 лет поисков был найден только 131 алмаз общим весом в 63
карата
15
Изготовленная в Великобритании яхта имела длину 25 ярдов
g = 9,81655 м/с
2
.
Выразить в единицах системы СИ значения величин, приведенных в
табл. 9.
Таблица 9
Задания по пересчету значений физических величин, выраженных
в единицах различных систем
43
2.3. Оформление результатов лабораторной работы
Результаты лабораторной работы записывают в отчет, где указывают:
наименование темы работы;
цель работы;
результаты и решения по практическим заданиям.
При этом в ответах по заданиям п. 2.1 следует привести краткие
обоснования своей позиции, например, по форме: «в записи допущена
ошибка (некорректность), т. к. согласно п. 8.3 ГОСТ 8.417-2002 обозначения
единиц помещают за числовыми значениями величин и…».
В записях по п. 2.2 необходимо привести формулы
пересчетных
коэффициентов либо их значения, взятые из первоисточников со ссылкой на
них.
____________________
1. ГОСТ 8.417-2002. Государственная система обеспечения единства
измерений. Единицы величин. – Введ. 2003–09–01. – М. : Изд-во
стандартов, 2003. – 28 с.
2. Об обеспечении единства измерений [Электронный ресурс] :
федеральный закон № 102-ФЗ : принят 26 июня 2008 г. // Интернет-версии
системы КонсультантПлюс. – Электрон. дан. – КонсультантПлюс, 1997 . –
Режим доступа : http://www.consultant.ru/online/, свободный. – Загл. с
экрана. – Вкладка «Специальная интернет-версия».
3. Миронов Э. Г. Метрология и технические измерения: учеб. пособие /
Э. Г. Миронов, Н. П. Бессонов ; науч. ред. В. И. Паутов. – Екатеринбург: УГТУУПИ, 2005. – 299 с.
44
Работа 2
КАЛИБРОВКА СРЕДСТВ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ИЗМЕРЕНИЙ
Цель работы: изучить основные теоретические положения, связанные
с поверкой и калибровкой средств измерения, а также освоить на практике
технологию калибровки аналоговых и цифровых вольтметров.
1. Теоретические положения
1.1. Основные понятия
Средства измерений (СИ) обладают метрологическими
характеристиками. В этом состоит их отличительная особенность от других
технических устройств.
К числу метрологических характеристик относятся параметры
отсчетных устройств прибора, а также его погрешности. Метрологические
характеристики используют для оценивания погрешностей результатов
измерений, полученных с помощью конкретного СИ. Требования к
допускаемым значениям
устанавливаются в нормативной и технической документации на них. В
процессе эксплуатации СИ их погрешности не должны превосходить
допускаемых значений. С этой целью СИ подвергаются периодической
поверке или калибровке, при которых подтверждается их соответствие
установленным требованиям. Для поверки и калибровки используют более
точные приборы – эталонные СИ.
В соответствии
поверка средств измерений (далее также – поверка) – совокупность
с Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» [1]:
операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств
измерений метрологическим требованиям;
погрешностей различных приборов
45
– калибровка средств измерений – совокупность операций,
выполняемых в целях определения действительных значений метрологических
характеристик средств измерений.
Поверке подвергаются СИ, предназначенные для применения в сфере
государственного регулирования обеспечения единства измерений до ввода в
эксплуатацию, а также после ремонта и в процессе эксплуатации. Поверку
средств измерений осуществляют аккредитованные в установленном порядке в
области обеспечения единства измерений юридические лица и индивидуальные
предприниматели.
СИ, не подлежащие поверке,
могут в добровольном порядке подвергаться
калибровке. Правовые аспекты калибровки изложены в ст. 18 Закона РФ «Об
обеспечении единства измерений» [1]. Калибровка может проводиться любой
метрологической службой при наличии надлежащих условий. Калибровка –
добровольная операция, однако добровольный ее характер не освобождает
метрологическую службу предприятия от необходимости соблюдать
определенные требования, изложенные в [2]. Выполняющие
калибровку
средств измерений юридические лица и индивидуальные предприниматели в
добровольном порядке могут быть аккредитованы в области обеспечения
единства измерений. Требования к выполнению аккредитованной
метрологической службой калибровочных работ устанавливаются
"Руководством по качеству организации и выполнения калибровочных работ",
при этом до разработки нормативных документов по калибровке рекомендуется
применять соответствующие документы по поверке
средств измерений.
Калибровка средств измерений выполняется с использованием эталонов
единиц величин, прослеживаемых к государственным первичным эталонам
соответствующих единиц величин. Результаты калибровки удостоверяются
калибровочным знаком или сертификатом о калибровке (прил. А), а также
записью в эксплуатационных документах.
46
1.2. Операции калибровки (поверки) вольтметров
Методы и средства калибровки (поверки) СИ прописаны в
соответствующих нормативных документах. Основным документом по
калибровке (поверке) амперметров и вольтметров является ГОСТ 8.497-83 [3].
Данный стандарт устанавливает следующие операции калибровки
(поверки):
внешний осмотр;
опробование;
проверка электрической прочности;
определение основной погрешности, вариации показаний и
остаточного отклонения указателя приборов от нулевой отметки;
оформление результатов.
1.2.1. Внешний осмотр
Основной задачей внешнего осмотра является обнаружение дефектов,
которые могут привести к ошибкам в измерениях и быстрой порче прибора.
К таким дефектам относятся следующие:
трещины и щели в корпусе прибора;
непрочно укреплено стекло или имеются трещины;
шкала прибора покороблена, отклеилась или загрязнена;
искривлена стрелка прибора;
повреждения зажимов;
неисправности переключателей.
При внешнем осмотре проверяется также работа корректора, с
помощью которого указатель устанавливается на нулевую отметку при
отключенных цепях тока и напряжения.
47
1.2.2. Опробование
При опробовании необходимо убедиться, что измерительный механизм
прибора реагирует на изменение измеряемой величины, а органы регулировки
прибора способны выполнять свои функции. При опробовании должно быть
установлено надежное закрепление зажимов приборов, плавный ход и четкая
фиксация переключателей.
1.2.3. Проверка электрической прочности и сопротивления изоляции
Испытание электрической прочности изоляции
токоведущих частей
вольтметра обязательно производится при выпуске из производства или
ремонта. Изоляция между всеми изолированными электрическими цепями и
корпусом вольтметра должна выдерживать в течение 1 минуты действие
переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц. Значение этого
напряжения при нормальной температуре и влажности окружающего воздуха
нормируется в зависимости от номинального напряжения прибора. В
отдельных
случаях испытание изоляции может производиться постоянным
током и при повышенной влажности.
Измерение сопротивления изоляции производится при постоянном токе
между зажимами токоведущих цепей и корпусом (или экраном) прибора в
соответствии с указаниями, содержащимися в описании прибора.
Электрическую прочность и сопротивление изоляции определяют только
при выпуске приборов из производства и после ремонта
.
1.2.4. Определение основной погрешности, вариации показаний
и остаточного указателя приборов от нулевой отметки
Основная погрешность поверяемого прибора не должна превышать
предела допускаемой основной погрешности. Максимальная допускаемая
погрешность связана с классом точности прибора.
48
Обозначение классов точности зависит от способа выражения пределов
J
допускаемых погрешностей средств измерений и осуществляется
нижеследующим образом.
1. Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме
абсолютной погрешности средства измерения
XX '
, (1)
di
где Δ – абсолютная погрешность,
X
– значение измеряемой величины, определяемое по показаниям
i
калибруемого (поверяемого) прибора;
X
– действительное значение измеряемой величины, определяемое по
d
показаниям эталонного СИ,
то класс точности обозначают заглавными латинскими буквами (L, М, С)
или римскими цифрами (I, II, III), а к буквам можно присоединять индексы в
виде арабской цифры. Классам точности, которым соответствуют меньшие
пределы допускаемых погрешностей, присваиваются буквы, находящиеся
ближе к началу алфавита.
2. Если пределы допускаемой основной погрешности выражены в форме
приведенной основной погрешности, %,
'
100
X
N
p
r u
, (2)
где Δ – абсолютная погрешность;
ХN – нормирующее значение, выраженное в единицах абсолютной
погрешности ∆;
р – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда
предпочтительных чисел:
49
1 · 10n ; 1,5 · 10n; 2,5 · 10n; 4 · 10n; 5 · 10n; 6 · 10n,
где n = +1, 0, -1, -2 и т. д.,
то классы точности обозначаются числами, которые равны этим
пределам, выраженным в процентах.
Нормирующее значение выбирается в соответствии с [4].
3. Для средств измерения, пределы допускаемой основной погрешности
которых принято выражать в форме относительной погрешности по формуле
'
100
G
классы точности обозначаются числами, которые равны этим пределам,
выраженным в процентах, но обведены окружностью.
4. Если при расчете относительной погрешности учитываются и
аддитивная и мультипликативная составляющие, то относительную
погрешность можно представить в виде
ª
§
¨
G
где δ – суммарная относительная погрешность прибора;
Хk – конечное значение диапазона измерений;
c, d – отвлеченные положительные числа, выбираемые из ряда
предпочтительных чисел, причем с > d.
В этом случае класс точности обозначают числами с и d (в процентах),
разделяя их косой чертой (с / d) (например, класс точности прибора 0,05 / 0,02).
Такое обозначение класса точности измерительных приборов весьма
удобно на практике, поскольку относительная погрешность средства измерения
в наиболее благоприятных условиях (т. е. когда х ~ Хk) равна первому члену с.
dc
«
¨
©
¬
qxr
, (3)
X
x
º
·
k
¸
r 1
, ( 4)
»
¸
¹
¼
50
При этом согласно формуле (4) получаем относительную погрешность измерения
δ ~ с (в процентах).
Второй член формулы (4) показывает возрастание относительной
погрешности измерения при уменьшении значения измеряемой величины х.
А это значит, что увеличивается аддитивная составляющая погрешности
результатов измерения.
К описанной группе средств измерений, класс точности которых
обозначают как (с/d), относятся цифровые измерительные приборы.
Обозначения класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпус
средства измерения, приводят в нормативных документах. Средствам измерения с
несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или
предназначенным для измерений разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или для каждой
измеряемой величины.
Основную погрешность и вариацию приборов классов точности 0,05; 0,1 и
0,2 определяют на каждой числовой отметке. Для менее точных приборов – на
пяти отметках шкалы, равномерно распределенных по диапазону измерений.
Вариацию показаний прибора на калибруемой (поверяемой) отметке шкалы
определяют как абсолютное значение разности действительных значений
измеряемой величины при одном и том
же показании прибора, полученном при
плавном подводе указателя сначала со стороны меньших, а затем со стороны
больших значений.
Остаточное отклонение указателя прибора от нулевой отметки определяют
путем установки указателя на конечное значение шкалы и плавного уменьшения
значения измеряемой величины до нуля.
1.2.5. Оформление результатов
Результаты калибровки оформляются протоколом
калибровки и
сертификатом калибровки, где приводятся действительные значения
метрологических характеристик средств измерений.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]