Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Поверка средств измерений электрических величин. Учебное пособие
.pdf
К.К. Ким, Г.Н. Анисимов, А.И. Чураков
ПОВЕРКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Учебное пособие
Москва
Ай Пи Ар Медиа
2023
УДК 621.317
ББК 30.10
К40
Авторы:
Ким К.К. — д-р техн. наук, проф.,
зав. кафедрой электротехники и теплоэнергетики ПГУПС;
Анисимов Г.Н. — канд. техн. наук, доц. кафедры
электротехники и теплоэнергетики ПГУПС;
Чураков А.И. — зав. лабораторией кафедры электротехники
и теплоэнергетики ПГУПС
Рецензент:
Кузнецов А.А. — д-р техн. наук, проф., зав. кафедрой
теоретической электротехники
Омского государственного университета путей сообщения
Ким, Константин Константинович.
К40 Поверка средств измерений электрических величин : учебное пособие /
К.К. Ким, Г.Н. Анисимов, А.И. Чураков. — Москва : Ай Пи Ар Медиа, 2023. —
141 с. — Текст : электронный.
ISBN 978-5-4497-2491-5
В учебном пособии изложены основные понятия, связанные с мерами по
обеспечению единства измерений, описываются методы поверки и калибровки основных средств измерений. Материал, представленный в издании, соответствует
закону РФ «О техническом регулировании», введенному в действие на территории
Российской Федерации с 1 июля 2003 г. Принятая в книге систематизация материала наиболее удобна для самостоятельного изучения предлагаемого материала
и органично сочетается с основной дисциплиной «Метрология, стандартизация
и сертификация», читаемой для электротехнических и электромеханических
специальностей «Подвижной состав железных дорог» (специализации «Электрический транспорт железных дорог» и «Высокоскоростной наземный транспорт»)
и «Системы обеспечения движения поездов» (специализации «Электроснабжение
железных дорог» и «Телекоммуникационные системы и сети железнодорожного
транспорта»), а также для направлений подготовки бакалавров «Электроэнергетика
и электротехника» и «Приборостроение».
Подготовлено с учетом требований Федерального государственного образовательного стандарта высшего образования.
Настоящее издание будет полезно для магистров, аспирантов и преподавателей высших технических учебных заведений, а также работников метрологических служб предприятий.
Учебное электронное издание
ISBN 978-5-4497-2491-5 © Ким К.К., Анисимов Г.Н., Чураков А.И., 2023
© ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа», 2023
Учебное издание
Ким Константин Константинович
Анисимов Геннадий Николаевич
Чураков Александр Иванович
Редактор А.А. Агешкин
Технический редактор, компьютерная верстка М.В. Половникова
Корректор Н.Е. Насонова
Обложка С.С. Сизиумовой
Подписано к использованию 31.10.2023. Объем данных 8 Мб.
ООО Компания «Ай Пи Ар Медиа»
8 800 555 22 35 (бесплатный звонок по России)
E-mail: sale@iprmedia.ru
4
ОГЛАВЛЕНИЕ
ПЕРЕЧЕНЬ НЕКОТОРЫХ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ
УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ………………………………………
ПРЕДИСЛОВИЕ…………………………………………………………
ГЛАВА 1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ……………..
1.1. Поверочные схемы………………………………………………….
1.2. Закон РФ «Об обеспечении единства измерений»………………..
1.2.1. Общие положения………………………………………………...
1.2.2. Государственное регулирование в области обеспечения
единства измерений……………………………………………………..
1.2.3. Калибровка………………………………………………………...
1.3. Метрологические службы предприятий, аккредитация на право
проведения поверочных и калибровочных работ…………………….
1.4. Государственная метрологическая служба, другие
государственные службы по метрологии РФ……………………….....
ГЛАВА 2. ОРГАНИЗАЦИЯ И ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ
СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ………………………………………………..
2.1. Характеристика операций поверки………………………………...
2.2. Порядок и условия проведения поверки…………………………..
2.3. Методы поверки средств измерений электрических величин…...
2.3.1. Определение и классификация…………………………………..
2.3.2. Разновидности методов поверки…………………………………
2.3.3. Способы поверки средств измерений……………………………
2.3.4. Поверочные установки…………………………………………...
ГЛАВА 3. МАСШТАБНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ………………….
3.1. Шунты и их поверка………………………………………………...
3.2. Добавочные сопротивления и их поверка…………………………
3.3. Делители напряжения и их поверка……………………………….
3.4. Измерительные трансформаторы и их поверка…………………...
ГЛАВА 4. МЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН……………………
4.1. Общие замечания…………………………………………………...
4.2. Меры ЭДС и их поверка……………………………………………
4.3. Калибраторы напряжения и тока…………………………………..
4.4. Меры сопротивления……………………………………………….
4.5. Поверка магазинов сопротивлений………………………………..
6
7
10
10
16
16
17
23
24
27
33
33
39
43
43
45
57
58
69
71
77
79
86
92
92
92
94
96
99
5
ГЛАВА 5. ПОВЕРКА ПРИБОРОВ ПРЯМОГО ДЕЙСТВИЯ………...
5.1. Поверка амперметров и вольтметров методом
непосредственного сличения
с эталонными приборами прямого действия…………………………
5.2. Выбор эталонных средств измерений……………………………..
5.3. Определение основной погрешности и вариации………………...
5.4. Измерительные клещи и их поверка………………………………
5.5. Поверка амперметров и вольтметров на постоянном токе
методом сличения с эталонными приборами сравнения……………...
5.6. Поверка амперметров и вольтметров на переменном токе
методом сличения с эталонными приборами сравнения……………..
5.7. Поверка амперметров и вольтметров
при помощи калибраторов тока и напряжения………………………..
5.8. Омметры и их поверка……………………………………………...
5.9. Поверка частотомеров……………………………………………...
5.10. Поверка счетчиков электрической энергии……………………...
ГЛАВА 6. ПОВЕРКА ЦИФРОВЫХ ПРИБОРОВ……………………..
6.1. Принцип действия цифровых приборов и особенности их поверки…………………………………………………………………...
6.2. Поверка цифровых вольтметров…………………………………...
6.3. Поверка цифровых измерительных клещей………………………
6.4. Поверка цифровых омметров………………………………………
ЛИТЕРАТУРА…………………………………………………………...
ПРИЛОЖЕНИЕ………………………………………………………….
104
104
107
112
116
118
119
120
121
127
128
132
132
133
135
135
137
139
6
ПЕРЕЧЕНЬ НЕКОТОРЫХ ЧАСТО ВСТРЕЧАЮЩИХСЯ
УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СИ — средство измерений,
ФВ — физическая величина,
МХ — метрологическая характеристика,
ЭСИ — эталонное средство измерений,
НД — нормативная документация,
ПП — поверяемый прибор,
ТД — техническая документация,
ПУ — поверочная установка,
МП — масштабный преобразователь,
НЭ — нормальный элемент,
КН — калибратор напряжения,
КТ — калибратор тока,
ЦП — цифровой прибор,
ППТ — потенциометр постоянного тока,
ИТТ — измерительный трансформатор тока,
ИТН — измерительный трансформатор напряжения.
7
ПРЕДИСЛОВИЕ
Вступление России в ВТО ужесточает требования, предъявляемые к ка-
честву измерений физических величин. Для достижения высокого качества измерений необходимо обеспечить их единство и достоверность. Термин «единство» определяет состояние измерений, при котором их результаты выражены в
узаконенных единицах и погрешности измерений известны с заданной погрешностью. Единство измерений позволяет обеспечить сопоставимость результатов измерений, выполненных в разных местах, в разное время, при помощи разных средств измерений.
Для обеспечения единства измерений все средства измерений (кроме индикаторов и учебных средств измерений) подвергаются поверке или калибровке. При этом определяется пригодность средств измерений для дальнейшей
эксплуатации.
Достоверность полученной измерительной информации обеспечивается
использованием исправных, удовлетворяющих определенным метрологическим
требованиям, средств измерений.
Контроль за состоянием средств измерений осуществляют соответствующие структурные подразделения метрологических служб, которые руководствуются требованиями закона РФ «О техническом регулировании».
В России поверочная (калибровочная) деятельность регламентирована
Законом РФ от 26 июня 2008 г. № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» и многими другими подзаконными актами. К сожалению, в нормативных
документах не очень чётко разграничены понятия «калибровка» и «поверка».
А в дальнем зарубежье вообще нет разделения на «поверку» и «калибровку».
Поверка осуществляется, если средство измерения внесено в Государственный реестр средств измерений. Если же средство измерения не внесено
в реестр, то тогда производится калибровка.
В железнодорожной отрасли в основном осуществляют калибровку рабочих средств измерения.
Отсутствие новой литературы, посвященной данному вопросу, явилось
побудительной причиной написания данного учебного пособия. Материал пособия основан на многолетнем опыте чтения дисциплин: «Метрология, стандартизация и сертификация», «Метрология и электрические измерения», «Физические основы измерений» преподавателями кафедры «Теоретические основы электротехники» Ленинградского института инженеров железнодорожного
транспорта и его преемника — Петербургского государственного университета
8
путей сообщения для студентов электромеханических, электротехнических и
механических специальностей.
В результате освоения материала данного пособия обучающийся должен:
1) знать:
• правовые основы метрологии, стандартизации и сертификации;
• государственную систему обеспечения единства измерений;
• метрологические службы, обеспечивающие единство измерений;
• технические средства измерений;
• принципы построения международных и отечественных стандартов;
• правила пользования стандартами, комплексами стандартов и другой
нормативно-технической документацией;
• структуру и функции государственной и ведомственной метрологи-
ческих служб;
• организацию работы по стандартизации на железнодорожном тран-
спорте;
• систему органов, осуществляющих сертификацию продукции;
• правила поверки измерительных приборов;
2) уметь:
• применять методы и средства технических измерений;
• применять стандарты, технические регламенты и другие нормативные
документы при оценке, контроле качества и сертификации продукции;
• использовать основные методы и средства измерений электрических,
магнитных и неэлектрических величин при выполнении лабораторных и исследовательских работ по специальным дисциплинам;
• использовать основные методы и средства измерений при обслужи-
вании электротехнических устройств железнодорожного транспорта;
3) владеть:
• методами и средствами технических измерений;
• приемами использования стандартов и других нормативных докумен-
тов при оценке, контроле качества и сертификации продукции.
Приобретенные знания, умения, навыки и/или опыт деятельности, характеризующие формирование компетенций, осваиваемые в данной дисциплине,
позволяют решать профессиональные задачи, приведенные в соответствующем
перечне по видам профессиональной деятельности в п. 2.4 основной профессиональной образовательной программы.
Изучение дисциплины направлено на формирование следующей обще-
профессиональной компетенции: способность использовать навыки проведе-
9
ния измерительного эксперимента и оценки его результатов на основе знаний
о методах метрологии, стандартизации и сертификации.
Процесс изучения дисциплины направлен на формирование следующих
профессиональных компетенций, соответствующих видам профессиональной
деятельности, на которые ориентирована программа специалитета:
• производственно-технологическая деятельность: способность ис-
пользовать нормативные документы по качеству, стандартизации, сертификации и правилам технической эксплуатации, технического обслуживания, ремонта и производства систем обеспечения движения поездов, использовать
технические средства для диагностики технического состояния систем, использовать элементы экономического анализа в практической деятельности;
• научно-исследовательская деятельность: владение способами сбора,
систематизации, обобщения и обработки научно-технической информации,
подготовки обзоров, аннотаций, составления рефератов, отчетов и библиографий по объектам исследования, наличием опыта участия в научных дискуссиях
и процедурах защиты научных работ и выступлений с докладами и сообщениями по тематике проводимых исследований, владением способами распространения и популяризации профессиональных знаний, проведения учебновоспитательной работы с обучающимися.
Авторы рекомендуют при изучении данного пособия одновременно знакомиться со стандартами, методическими указаниями и другими нормативными документами, издаваемыми Росстандартом.
10
ГЛАВА 1. ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ
1.1. ПОВЕРОЧНЫЕ СХЕМЫ
Единство измерений не может быть обеспечено без специальных мер,
осуществляемых в рамках всего государства. В Российской Федерации существует система метрологического обеспечения имеющихся в стране средств измерений, то есть сеть государственных и негосударственных метрологических
служб, деятельность которых направлена на обеспечение единства измерений и
единообразия средств измерений. Эту сеть долгие годы возглавлял Комитет
Российской Федерации по стандартизации, метрологии и сертификации (Росстандарт). Его преемником стало «Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии» (краткое наименование — «Ростехрегулирование»). Постановлением Правительства Российской Федерации и Председателем Правительства Российской Федерации В. Путиным от 9 июня 2010 г.
№ 408 «О внесении изменений в Положение о Федеральном агентстве
по техническому регулированию и метрологии» краткое наименование Федерального агентства «Ростехрегулирование» было заменено на «Росстандарт».
Достижение единства измерений и единообразия средств измерений
обеспечивается прежде всего их первичной поверкой или калибровкой
при выпуске из производства, а в период эксплуатации — периодической поверкой или калибровкой, в процессе которых определяется соответствие метрологических характеристик установленным в документации нормам. Для поверки или калибровки измерительной техники используются более точные средства измерений, которые передают размер единицы физической величины рабочим средствам измерений. Эти более точные средства измерений называют
эталонами единиц величин.
Эталон единицы величины — средство измерений, предназначенное
для воспроизведения и хранения единицы величины (или кратных либо дольных значений единицы величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной величины.
Эталон единицы величины также периодически получает размер единицы
(периодическая поверка) от более точного средства измерений — эталона более высокого разряда. А тот, в свою очередь, от еще более точного, и так до тех
пор, пока «цепочка» передачи единицы не придет к средству измерений, имеющему высшую точность воспроизведения единицы в стране, — государственному эталону единицы величины.
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]