При поверке как правило выполняются следующие операции:

1. внешний осмотр прибора

2. опробование

3. определение влияния наклона на показания прибора.

4. поверка электрической прочности изоляции и определение сопротивления изоляции;

5. определение основной погрешности и вариации показаний;

6. определение величины невозвращения указателя к нулевой отметке шкалы;

7. определение времени успокоения подвижной части прибора;

8. определение погрешности срабатывания контактного устройства;

9. определение погрешности регистрации показаний.

Конкретный перечень обязательного минимума операций устанавливается в зависимости от назначения прибора и вида поверки.

Условия поверки

При поверке приборов должны соблюдаться нормальные условия, как для поверяемого прибора, так и для образцовых СИ. Нормальные условия, как правило, определяются нормальными условиями образцовых СИ, т.к. они имеют более высокую точность, более узкую область нормальных значений. Нормальные значения влияющих величин указываются на приборе или в технической документации.

При поверке необходимо исключить влияние на прибор ферромагнитных масс, других приборов, внешних магнитных и электрических полей.

Внешний осмотр поверяемого прибора преследует две цели:

1. сформулировать требования, которые будут предъявлены к прибору при поверке;

2. выявить механические дефекты, которые могут препятствовать применению прибора независимо от правильности его показаний. На циферблаты и корпуса приборов наносятся условные обозначения, позволяющие получить полное представление о назначении и возможностях прибора.

Задачей внешнего осмотра является обнаружение дефектов, которые могут привести к ошибкам при измерениях, быстрой порче прибора. К таким дефектам относятся:

- трещины и щели в корпусе прибора или местах соединений отдельных частей, через которые внутрь прибора может проникнуть пыль или влага;

- стекло укреплено непрочно или имеет трещины;

- посторонние или отсоединившиеся предметы внутри прибора (такие предметы легко обнаружить на слух при переворачивании прибора);

- шкала прибора покороблена, отклеилась или загрязнена;

- зеркальная полоска, служащая для устранения погрешностей от параллакса (от греч. отклонение - видимое изменение положения предмета (тела) вследствие перемещения глаза наблюдателя), разбита или потускнела;

- искривлена стрелка прибора;

- разбивка шкалы на деления между основными числовыми отметками не соответствует общему характеру шкалы; например шкала имеет квадратичный характер т.е. сжата в начале и растянута в конце, в этом случае и деления между отметками шкалы должны иметь тот же характер; особенно это относиться к приборам вышедшим из ремонта;

- отсутствуют, расшатаны или повреждены зажимы, штепсели не соответствуют гнездам, неисправны переключатели;

При внешнем осмотре проверяется также работа корректора, который должен позволять смещать указатель прибора в обе стороны от отметки механического нуля на 5% длины шкалы и устанавливать его точно на нуль.

Необходимо произвести внешний осмотр масштабных измерительных преобразователей, применяемых совместно с поверяемым прибором. Их класс точности должен быть по крайней мере на ступень выше класса точности поверяемого прибора.

При обнаружении любого из перечисленных дефектов в приборе или применяемом совместно с ним измерительном преобразователе прибор признается негодным к применению и дальнейшей поверке не подлежит. Опробование прибора ставит целью убедиться, что измерительный механизм прибора реагирует на изменение измеряемой величины, а органы регулировки прибора способны выполнять свои функции. В контактных приборах при этом проверяется работоспособность контактного устройства, а в самопишущих - устройства записи показаний. Операция опробования в достаточной степени специфична и зависит от поверяемого прибора.

В приборах со световым указателем в процессе опробования проверяется работа осветительного устройства при всех напряжениях питания. Отсчетная риска на световом пятне должна быть отчетливо видна и должна перемещаться параллельно делениям.

В процессе опробования следует убедиться, в отсутствии «затирания» подвижной части прибора. Для этого прибор подключают к образцовому источнику сигнала или к образцовой регулируемой мере и плавно изменяют значение измеряемой величины от минимального значения до максимального и обратно. Указатель шкалы должен при этом плавно перемещаться вдоль шкалы без рывков и заеданий. Наличие последних указывает на то, что подвижная часть прибора задевает за неподвижную. Такие приборы непригодны к применению.

1. Определение влияния наклона. Центр тяжести подвижной части прибора должен совпадать с ее осью вращения. Для уравновеши­вания на подвижной части имеются специальные противовесы, перемещением которых добиваются требуемого положения центра тяжести. Под влиянием различных причин центр тяжести может сместиться, что приводит к зависимости показаний от угла на­клона прибора. Поэтому у всех приборов, не снабженных уровнем, проверяется влияние наклона на показания прибора. Отклонение прибора от обозначенного на нем рабочего положения в любом направлении на нормированный угол не должно вызывать изменения показаний больше, чем на значение предела допускаемой основной погрешности. Если рабочее положение на приборе не указано, то прибор должен соответствовать требованиям при отклонении как от горизонтального положения, так и от вертикального. Нормируемый угол наклона зависит от конструкции прибора, его класса точности, условий применения.

Для создания соответствующих углов наклона в лаборатории следует иметь шаблоны с углами 1, 5, 10, 20, 30 и 45°.

Влияние наклона допускается определять как на включенном, так и на невключенном приборе. У приборов с логометрическим измерительным механизмом влияние наклона следует определять только при включенном приборе.

Определение влияния наклона производят следующим образом. Установив стрелку прибора на отметку шкалы А вблизи ее геометрической середины, поочередно наклоняют прибор в каждую из четырех сторон и отмечают каждый раз его показания А_г. У приборов с механическим противодействующим моментом определение влияния наклона можно производить только на отметке механического нуля при невключенном приборе.

2. Проверка электрической прочности и определение сопротивления изоляции. Испытание электрической прочности изоляции токоведущих частей средств измерений обязательно производится при выпуске из производства или ремонта. Изоляция между всеми изолированными электрическими цепями и корпусом средства измерения должна выдерживать в течение 1 мин действие переменного синусоидального напряжения частотой 50 Гц. Значение этого напряжения при нормальных температуре и влажности окружающего воздуха нормируется в зависимости от номинального напряжения средства измерения. В отдельных случаях испытание изоляции может производиться постоянным током, и при повышенной влажности.

Для испытания изоляции применяются специальные уста­новки, позволяющие плавно изменять напряжение от нуля до наибольшего значения испытательного напряжения.

Определение времени успокоения подвижной части прибора.

Под временем успокоения подвижной части прибора понимается время с момента изменения измеряемой величины до момента, когда отличие показания прибора от установившегося его показа­ния не превысит 1 % длины шкалы.

Определение времени успокоения обязательно производится при выпуске прибора из производства или ремонта, так как позволяет проверить правильность сборки успокоителя.

При определении времени успокоения необходимо правильно выбрать начальное и конечное положения подвижной части прибора, т. е. положение, которое должен занимать указатель до момента изменения измеряемой величины, и установившееся положение после ее изменения. Выбор указанных положений зависит от способа создания противодействующего момента в при­боре и вида шкалы.

Для приборов с механическим или магнитным противодей­ствующим моментом время успокоения определяется:

при изменении измеряемой величины, обусловливающем пере­мещение указателя от нулевого положения до геометрической середины шкалы, — при односторонней шкале; ч— при отклонении измеряемой величины от значения, соответ­ствующего конечному значению/шкалы, до нуля — при двусто­ронней симметричной шкале при изменении измеряемой величины, обусловливающем перемещение указателя прибора приблизительно на половину длины шкалы, — при двусторонней несимметричной шкале.

Характер успокоения может быть периодическим или колеба­тельным. В первом случае указатель прибора плавно, без коле­баний подходит к своему установившемуся значению. Во втором случае указатель, прежде чем остановиться, совершает одно или несколько колебаний вокруг отметки шкалы, соответствующей установившемуся значению.

Время успокоения измеряют при помощи секундомера. Изме­рение производится не менее трех раз. Среднее арифметическое значение полученных результатов измерения и будет временем успокоения колебаний подвижной части данного прибора. Для приборов термоэлектрической и электростатической систем и приборов с длиной стрелки более 150 мм время успокоения не должно превышать 6 с, для остальных приборов — 4с. и 4

.Определение погрешности срабатывания контактного устрой­ства. Погрешность срабатывания контактного устройства про­веряют не менее чем на трех числовых отметках из области действия. Две из этих отметок должны находиться у границ области действия контактного устройства, а третья — при­близительно на геометрической середине. В качестве сигналь­ного устройства используются лампы накаливания, звонки или другие устройства, подключаемые к прибору с внешним источником питания.

Указатель контактного устройства устанавливают на проверяемую отметку шкалы и трижды плавно изменяют значение изме­ряемой величины поверяемого прибора до срабатывания контакт­ного устройства, при этом измеряют действительное значение величины, соответствующее моменту срабатывания. Абсолютную погрешность срабатывания определяют как разность между номинальным значением величины, соответствующей отметке шкалы, на которую установлен указатель контактного устройства, и дей­ствительным значением. За погрешность срабатывания контакт­ного устройства принимают отношение наибольшей из полученных разностей при плавном увеличении и уменьшении значений измеряемой величины к нормирующему значению шкалы.

Во время проверки не должны наблюдаться ложные срабатывания сигнального устройства.

5.Определение основной погрешности записи показаний произ­водится аналогично определению основных погрешностей показа­ний с некоторыми дополнениями. Погрешность и вариации определяются по записям, полученным на диаграммной ленте. До подачи измеряемого сигнала перо должно быть установлено на 1 нулевую линию движущейся диаграммы. Все записи должны производиться на движущейся диаграмме. Продолжительность записи для самопишущих приборов с непрерывной записью в каждой проверяемой отметке должна быть не менее 2 мин или в течение времени, необходимого для получения записи длиной 2 мм. Для самопишущих приборов с точечной записью для каждой проверяемой отметки должно быть получено не менее двух отпечатков.

Определение основной погрешности производится при минимальной и максимальной скоростях перемещения диаграммы.

Меры поверяются следующими методами:

• измерением воспроизводимой мерой величины измерительными приборами соответствующего класса точности; в этом случае поверка часто называется градуировкой;

• сличением с более точной мерой посредством компарирующего прибора: сличение мер с помощью компаратора осуществ­ляется методами противопоставления или замещения — общим для этих методов поверки средств измерения является выработка сигнала о наличии разности размеров сравниваемых величин; если подбором образцовой меры этот сигнал будет сведен к ну­лю, то реализуется нулевой метод измерения;

• калибровкой, когда с более точной мерой сличается лишь од­на мера набора или одна из отметок шкалы многозначной меры, а действительные размеры других мер определяются их взаимным сравнением в различных сочетаниях на приборах сравнения и при обработке результатов измерений.

Поверка измерительных приборов проводится путем:

• непосредственного сличения показаний поверяемого и образцового прибора при измерении одной и той же физической величины; основой данного метода служит одновременное из­мерение одного и того же значения физической величины поверяемым и образцовым средствами измерений; разность их по­казаний равна абсолютной погрешности поверяемого средства измерений;

• непосредственного сравнения измеряемой физической ве­личины и величины, воспроизводимой образцовой мерой тре­буемого класса точности; значения величины на выходе меры выбираются равными оцифрованным отметкам шкалы прибора; наибольшая разность между результатами измерения и соответствующими им размерами мер является в этом случае основной погрешностью прибора.

2.5. Метрологические характеристики средств измерений

Для обеспечения единства измерений и взаимозаменяемости средств измерений их метрологические характеристики нормируют. Для этого используют нормированное значение погрешности, под которой понимается погрешность, являющаяся предельной для данного типа средств измерения.

К метрологическим характеристикам средств измерений отно­сят те, которые оказывают влияние на результаты и погрешности измерений:

• градуировочные характеристики, определяющие зависимость выходного сигнала от входного; номинальное значение меры; пределы измерения; цена деления шкалы; вид и параметры цифрового кода;

• динамические характеристики, отражающие инерционные свойства средств измерений и позволяющие оценить динамические погрешности;

• инструментальные составляющие погрешности измерения;

• функции влияния, отражающие зависимость метрологических характеристик средств измерений от воздействия влияющих величин или неинформативных параметров (напряжение, частота сети и т.д.).

Метрологические характеристики нормируют для нормаль­ных условий эксплуатации средств измерений. Нормальными считают условия, при которых изменением метрологических характеристик под воздействием влияющих величин можно пре­небречь. Для многих средств измерений нормальными условиями являются; температура окружающей среды 20 ± 10 °С; напряжение питающей сети 220 ± 4,4 В; частота сети 50 ± 0,5 Гц. Важной метрологической характеристикой является погрешность средств измерения — инструментальная погрешность измерения.

Инструментальную погрешность в нормальной области значения влияющих величин называют основной. Превышение зна­чения влияющей величины за пределы нормальной области значений может привести к возникновению составляющей инст­рументальной погрешности, называемой дополнительной.

Для средств радиоизмерений основная и дополнительная погрешности нормируются отдельно. Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают в виде дольно­го значения предела допускаемой основной погрешности. Для оценки дополнительных погрешностей в документации на средство измерения указывают нормы изменения показаний при выходе условий измерения за пределы нормальных.

Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности измерительного прибора (средства измерения).

Предел измерений — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений.

Диапазон показаний — размеченная область шкалы, ограни­ченная ее начальным и конечным значениями, т.е. указанными на ней наименьшим Х_min и наибольшим Х_max возможными значениями измеряемой величины (он может быть шире диапазона измерений).

Область рабочих частот (диапазон частот) — полоса частот, в пределах которой погрешность прибора, полученная при изменении частоты сигнала, не превышает допускаемого предела.

Градуировочная характеристика — зависимость, определяющая соотношение между сигналами на выходе и входе сред­ства измерений в статическом режиме.

Чувствительность по измеряемому параметру — отноше­ние изменения сигнала на выходе измерительного прибора к вы­звавшему его изменению измеряемой величины:

, (1.9)

где х — измеряемая величина; у — сигнал на выходе; Δх — измене­ние измеряемой величины; Δу — изменение сигнала на выходе.

Разрешающая способность (абсолютная) — минимальная разность двух значений измеряемых однородных величин, кото­рая может быть различима с помощью прибора.

Быстродействие (скорость измерения) — максимальное число измерений в единицу времени, выполняемых с нормиро­ванной погрешностью.

Входное сопротивление (полное) Z_BX — сопротивление изме­рительного прибора со стороны входных зажимов. На сравни­тельно низких частотах входную цепь измерительного прибора, включаемого параллельно измеряемой цепи, представляют экви­валентной электрической схемой, состоящей из соединенных па­раллельно резистора сопротивлением R_вх и конденсатора емкостью С_вх. Чтобы не влиять на измеряемую цепь, приборы должны иметь большое активное входное сопротивление R_BX и малую входную емкость С_вх. Поэтому в области низких частот ω= 2πf, когда емко­стное сопротивление велико по сравнению с активным сопротив­лением , практически входное сопротивление измерительного прибора Z_BX = R_BX. В области высоких частот входное сопротивление прибора определяется в основном емко­стью и Z_BX= 1/(jωС_вх), так как 1/(ωС_вх) << R_BX.

Выходное сопротивление Z_BbIX — сопротивление измеритель­ного прибора со стороны его выходных зажимов. Это сопротив­ление определяет допустимую нагрузку измерительного прибора при подключении его, например, к компьютеру.

Собственная потребляемая мощность Р_соб, мощность, по­требляемая от измеряемой цепи (чем Р_соб меньше, тем точнее из­мерения).

Погрешности измерительного прибора — инструменталь­ные погрешности.