методичка по метрологии 2012

3.4 Содержание отчета

Отчет должен содержать следующие материалы:

-названиеработы;

-цель работы;

-осциллограммы исследуемых синусоидальных и импульсных сигналов;

-фигуры Лиссажу, наблюдаемые на экране ЭЛТ, при измерении частоты;

-осциллограммупри измерении длительности сигнала;

-расчетыамплитуды, длительности и частотысигналов.

Список литературы

1.Основы метрологии и электрические измерения : учеб. для вузов/подред. Е. М. Душина. - Л. :Энергоатомиздат, 1987.

2.Атамален, Э. Г. Приборы и методы измерения электрических величин : учеб. пособие для студентов вузов / Э. Г. Атамален. - 2-е изд. -

М. :Высш. шк., 1989.

3.Электрические измерения и электроизмерительныеприборы

/В. И. Котур[и др.]. -М.: Энергоатомиздат, 1986.

4.Кушнир, Ф. В. Радиоизмерения /Ф. В. Кушнир. -М. :Связь, 1968.

5.Метрология, стандартизация и измерения в технике связи / под ред. Б. П. Хромого. - М. :Радио и связь, 1986.

Контрольные вопросы

1. Что называется осциллографом?

2.Для чего применяется электронныйосциллограф?

3.Назовитеосновныеблокии узлы ЭО.

4.Объясните устройство и принцип работы ЭЛТ.

5.Объясните устройство и принцип работы ЭО.

6.НазовитеосновныепараметрыЭО

7.Объясните способы измерения напряжения, длительности и частотысигналовприпомощи ЭО.

.

Лабораторнаяработа №4

Поверка техническихэлектроизмерительныхприборов

Цель работы: изучение основных методов поверки технических электроизмерительных приборов (ЭП), определение абсолютной и приведенной погрешностей, вариаций показаний приборов и пригодность проверяемых приборов насоответствиеих классу точности.

4.1 Общие сведения

Поверкой средств измерений (СИ) называется определение метрологическим органом погрешности СИ и установление их пригодности к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям.

Погрешность ЭП принято выражать одним из трех способов:

мерении; д- действительное значение измеряемой величины (за которое

принимают значение, полученное по образцовому прибору более высокого классаточности).

Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины.

2. В виде относительной погрешности δ, выраженной отношением абсолютной погрешности СИ к результату измерения или к действительномузначениюизмеренной величины, определяемой впроцентах

ди

Приближенное равенство возможно из-за близости значений д и

и:

3. В виде приведенной погрешности , выраженной отношением абсолютной погрешности СИ к нормирующему значению, определяемой впроцентах

где - нормирующее значение (условно принятое значение величины, остающееся постоянным во всем диапазоне измерений).

Нормирующее значение выбирают в зависимости от вида и характера шкалы прибора. Оно зависит от диапазонов изменения выходной величины. Например, для приборов с нулем в начале шкалы оно принимается равным конечному значению шкалы, для приборов с нулем по-

средине - арифметической сумме конечных значений диапазона измерений.

Одним из важнейших этапов метрологической аттестации ЭП является назначение класса точности. Класс точности - это обобщенная характеристика данного типа СИ, которая отражает уровень их точности, выраженной пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

В основу нормирования точности большинства показывающих приборов в соответствии с ГОСТ 8.407-80 положена основная приведен-

ная погрешность.

К основной приведенной погрешности ГОСТ нормирует допустимые изменения показаний, вызываемые отклонением влияющих величин от их нормального значения.

Если для ЭП предел допускаемых основной и дополнительной погрешностей установлен в виде приведенной погрешности в процентах

Приведенная максимальная погрешность не должна превышать класса точности поверяемого прибора, т.е. для приборов класса точности 1,5 погрешность не должна быть более 1,5 %; класса 2,5 - не более 2,5 % и т.д. (если погрешность больше класса точности, прибор требует ремонта).

Приведенная погрешность прибора, определенная в нормальных рабочих условиях, называется основной.

Заключение о соответствии классу точности делается на основании следующего правила: «Значение погрешности в любой точке диапазона измерения, получаемое экспериментально, не должно превышать присвоенный ЭП класс точности».

Наличие трения в опорах, нестабильность параметров растяжек и некоторые другие причины приводят к вариациям в показаниях приборов.

Вариациями показаний прибора называется разность между от-

дельными повторными показаниями прибора, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины при неизменных внешних условиях. Вариация показаний прибора вар выражается в процентах от нормирующего значения и определяется одновременно с определением основной погрешности на каждой числовой отметке шкалы сначала при увеличении, а затем при уменьшении измеряемой величины. Для большинстваприборов вариация показаний не должна превышать абсолютного значения допускаемой для данного классаосновной приведенной погрешности.

Поскольку точность отсчета малых величин по шкале поверяемого прибора невелика, практически вариация определяется по показаниям образцового прибора как разность действительных значений измеряемой величины, соответствующих одному и тому же показанию проверяемого прибора:

Все вновь изготовленные, а также находящиеся в эксплуатации и выпускаемые из ремонта ЭП подлежат поверке согласно требованиям Госкомитетастандартов мер и измерительных приборов.

Методы и содержание поверок установлены соответствующими инструкциями комитета, причем во всех случаях поверка включает определениеосновнойприведенной погрешности прибора.

Для приборов, находящихся в эксплуатации, при поверке ограничиваются следующими операциями:

а) внешний осмотр прибора; б) определение основной приведенной погрешности.

Для приборов классов точности 0,5-4,0 определение основной приведенной погрешности обычно производится путем сравнения показанийповеряемого приборас показаниямиобразцового прибора.

этом приборы, предназначенные для измерения постоянного тока, присоединяют через резисторы к источнику постоянного напряжения, а приборы, предназначенные для измерения переменного тока, рекомендуется включать через понизительныйтрансформатор(рисунок4.4).

Рисунок 4.1 - Схема электрическая принципиальная сменной панели №9 стенда87Л-01

Поверяемый вольтметр включают параллельно образцовому , при этом наличие двух различных резисторов, включенных после-

довательно, позволяет болееплавно регулировать напряжение.

При поверке электроизмерительных приборов необходимо плавно изменять регулируемую величину только в одну сторону - от нуля до максимума, а затем обратно - от максимума до нуля. При помощи регулирующих устройств стрелка поверяемого прибора поочередно устанавливается на целые (оцифрованные) деления своей шкалы. Это показание записывают в протокол градуировки. Рядом записывают показания образцового прибора. Разница между показаниями поверяемого и образцового прибора называется абсолютной погрешностью ампермет-

где и -показания поверяемых приборов;

и-показания образцовых приборов.

Приведенная погрешность пр определяется как процентное отношение абсолютной погрешности ∆ (∆ ) к номинальному пределу измерения прибора (полному отклонению стрелки по шкале прибора)

( )

= ∆A ×100 % , = ∆ ×100 % .

Допускается применение четырех методов поверки (калибровки) средств измерений: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора (устройства сравнения); прямые измерения величины;косвенные измерения величины.

Метод непосредственного сличения поверяемого (калибруемого) средства измерения с эталоном соответствующего разряда широко применяется для различных средств измерений в таких областях, как электрические и магнитные измерения, для определения напряжения, частоты и силы тока. В основе метода лежит проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым (калибруемым) и эталонным приборами. При этом определяют погрешность как разницу показаний поверяемого и эталонного средств измерений, принимая показания эталона за действительное значение величины. Достоинства этого метода в его простоте, наглядности, возможности применения автоматической поверки (калибровки), отсутствии потребности всложном оборудовании.

Метод прямых измерений применяется, когда имеется возможность сличить испытуемый прибор с эталонным. В целом этот метод аналогичен методу непосредственного сличения, но методом прямых измерений производится сличение на всех числовых отметках каждого диапазона (и поддиапазонов, если они имеются в приборе). Метод прямых измерений применяют, например, для поверки или калибровки вольтметровпостоянного электрического тока.

Метод косвенных измерений используется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями, либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые.

4.2Оборудование,приборы

-лабораторныйстенд87Л-01;

-технический приборАВМ1 лабораторного стендатипаМ2000-01;

-образцовый прибор милливольтметр - миллиамперметр типа М2020, М252;

-лабораторный автотрансформатор ЛАТР или источник питания переменного токатипа.

4.3 Порядок выполнения работы

4.3.1. Собрать схему для поверки миллиамперметра постоянного тока, установивсменнуюпанель №9 (см. рисунок4.1).

Методические указания: образцовый миллиамперметр подключают к гнездам вместо диода V4 сменной панели, а поверяемый прибор - к

точкам и .

В качестве источника питания G1 используют генератор напряжения стендаГН2 (рисунок4.2).

При выполнении работы используют сменныеэлементы: R1= 470 Ом -переменный резистортипаСП-1;

R2= 120 Ом -постоянный резистортипаМЛТ-0,5; R3 = 1 кОм -переменный резистортипаСП -1.

Переменный резистор R3 подключают к гнездам вместо диода VI сменной панели.

Рисунок 4.2 -Схемаповерки амперметраАВМ1 лабораторного стенда87Л-01

4.3.2.Вращая ручки источника питания стенда Г'Н2 «грубо» и «точно» против часовой стрелки, установить минимальное напряжение. Включить питаниестенда871-01 тумблером «сеть».

4.3.3.Медленно повышая выходное напряжение ГН2 ручками

«грубо» и «точно», установить показания приборов и РА0 на номинальное напряжение ( пр= 10 В). Прогреть их током в течение 5-10 мин. Затем выключить питание стенда и проверить находится ли указатель прибора на нулевой отметки шкалы. В случае необходимости установить указатель на нулевую отметку с помощью корректора и после этого приступить к измерениям.

4.3.4. Произвести поверку градуировки шкалы поверяемого прибора на пределе, указанном преподавателем. При этом изменяя величину напряжения ГН2, ручками устанавливают «грубо» и «точно» последовательно указатель поверяемого прибора на всех числовых отметках шкалы: сначала при возрастании измеряемой величины - от нуля до номинального значения, а затем по тем же точкам при убывании - от номинального значения до нуля. Для всех этих точек по образцовому прибору определяют действительное значениеизмеряемой величины.

При определении погрешностей необходимо следить за тем, чтобы стрелка подходила к очередной отметке плавно и только с одной стороны.

Для всех поверяемых точек вычисляют абсолютные и приведенные погрешности, беря для этого большее значение из каждой пары абсолютных погрешностей, полученных для каждой точки. По тем же данным вычисляют вариациюпоказаний.

Результаты измерений и вычислений заносят в протокол поверки миллиамперметра(таблица4.2).

Таблица4.2

4.3.5.После окончания поверки выключить питание стенда тумблером «сеть».

4.3.6.Собрать схему для поверкивольтметра(рисунок4.3).

4.3.7.Ручками «грубо» и «точно» источника питания ГН2 установить минимальноенапряжение.

4.3.8.Включить тумблер«сеть»стенда.

Рисунок 4.3 - Схема поверки вольтметра АВМ1 лабораторного стенда87Л-01

Рисунок 4.4 -Схемаповерки амперметрапеременного тока МВ лабораторного стенда87Л-01

4.3.9. Произвести поверку градуировки шкалы поверяемого вольтметра. Значение напряжения на числовых отметках шкалы устанавливают плавно: сначала при увеличении напряжения источника ГН2,

азатем при уменьшении ручками «грубо» и «точно».

Вслучае необходимости можно применить дополнительную регулировку с помощьюпеременных резисторов R1 иR3.

Результатыизмерений ивычислений заносят втаблицу 4.3.

4.3.10. После окончания поверки выключить питание стенда тумблером «сеть».

4.4 Содержание отчета

Отчет по лабораторной работе должен включать следующие материалы:

1.название, цель работы;

2.схемы электрическиепринципиальныеповерки ЭП;

3.перечень оборудования, приборы;

4.протоколырезультатовповерки;

5.выводы;

6.ответынаконтрольныевопросы(по указаниюпреподавателя);

Список литературы

1.Метрология, стандартизация и сертификация / А.Г. Сергеев [и

др.]. -М.: Логос, 2001.

2.Тартаковский Д.Ф. Метрология, стандартизация и технические средстваизмерений /Д.Ф. Тартаковский. - М.: Высш. шк., 2002.

3.Регеда В.В. Обработка результатов прямых и косвенных измерений : метод, указания к выполнению лабораторных работ / В.В. Регеда. - Пенза :Изд-во ПГУ, 2003.

4.Основы метрологии и электрические измерения : учеб. для вузов

/подред. Е.М. Душина. -Л.: Энергоатомиздат, 1987.

5.Электрические измерения и электроизмерительные приборы / В.И. Котур [и др.]. - М.: Энергоатомиздат, 1986.

6.Пособие к лабораторному практикуму по курсу «Электрические измерения»/подред. К.Н. Цепляева - М.: Изд-во МЭИ, 1974.