3.2. Поверка измерительных приборов
Для нахождения основной погрешности в различных отметках шкалы прибора он через определенные сроки (или по мере необходимости) подвергается поверке, т.е. сравнению его показаний с показаниями точного прибора, имеющего в несколько раз меньшую погрешность, чем поверяемый прибор.
Поверка приборов производится как на специальных лабораторных стендах, так и на рабочих местах. Порядок поверки различных приборов в лаборатории устанавливается соответствующими стандартами и инструкциями. Существует несколько разновидностей поверок [3].
Поверка путем непосредственного сличения показаний двух средств измерений – поверяемого и образцового – без применения каких-либо промежуточных приборов. Сличать можно только штриховые меры длины (например, линейки) и меры вместимости (мерные колбы и т.п.). Непосредственное сличение при поверке применяют для менее точных мер. Для более точной поверки используют те или иные приборы сравнения.
Поверка с помощью приборов сравнения. Наиболее часто применяются образцовые весы различных разрядов (при поверке гирь), мосты постоянного и переменного тока (при сличении мер сопротивления, индуктивности и емкости), потенциометры (при сличении мер сопротивления и ЭДС нормальных элементов) и т.д. Сам по себе прибор сравнения (компаратор) не содержит образцовых мер или показывающих измерительных механизмов.
Поверка по образцовым мерам. Процесс поверки в этом случае сводится или к измерению величины, воспроизводимой образцовой мерой, или к измерению некоторой величины, которая одновременно сопоставляется со значением образцовой меры.
Для сложных средств измерений, состоящих из ряда взаимосвязанных элементов, различают комплектную и поэлементную поверки.
По данным поверки иногда строятся графики поправок к показаниям прибора (рис. 4).
Обычно поверку приборов производят вначале при возрастающем значении измеряемой величины (прямой ход), а затем при убывающем (обратный ход). Наибольшая разность показаний , полученная в этом случае при одном и том же значении измеряемой величины и неизменных внешних условиях, называется вариацией показаний прибора.
|
|
Рис. 4. График поправок для поверяемого термометра |
Вариация показаний прибора в процентах диапазона показаний находится по формуле
, (3.19)
где Nн и Nк – начальное и конечное значения шкалы.
Характерными величинами являются также непостоянство показаний и порог чувствительности прибора.
Непостоянство показаний представляет собой разность между наибольшим и наименьшим показаниями прибора, соответствующими одному и тому же значению измеряемой величины при многократных поверках в одинаковых условиях.
Порог чувствительности выражает изменение значения измеряемой величины, вызывающее наименьшее изменение показаний прибора. Порог чувствительности, главным образом, зависит от наличия трения в измерительном устройстве прибора.
Для каждого прибора в зависимости от его назначения, качества и диапазона показаний нормами устанавливается допускаемая основная погрешность, выражаемая в абсолютных или относительных величинах (иногда указываются дополнительные погрешности).
Допускаемая основная погрешность характеризует наибольшее возможное отклонение показаний прибора от действительного значения в обе стороны, в связи с чем перед ней ставятся знаки . Если при поверке прибора основная погрешность в любой точке шкалы не превышает допускаемой, то прибор признается годным к применению. В противном случае он должен быть подвергнут ремонту или переградуировке.
Приведенная допускаемая основная погрешность прибора определяется как отношение абсолютной допускаемой основной погрешности Δ к диапазону показаний и выражается в процентах согласно равенству
. (3.20)
По приведенной допускаемой основной погрешности приборы разделяются на различные классы точности, условное обозначение которых соответствует размеру этой погрешности. Так, например, приборы, допускаемые основные погрешности которых равны 0,6 и 1%, относятся соответственно к классам точности 0,6 и 1. Обычно класс точности указывается на циферблате прибора в кружочке.
Вариация показаний прибора в норме не должна превышать его абсолютной основной погрешности, непостоянство показаний – половины последней, а порог чувствительности – ее четверти.
При измерении промышленным прибором определенного класса точности абсолютная основная погрешность γн (отнесенная к показанию прибора x и выраженная в процентах) находится по формуле
. (3.21)