ОТЧЕТ ПО ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ ПО МЕТРОЛОГИИ
Программа физического эксперимента состоит в следующем:
1. Выбор места проведения эксперимента;
2. Определение названия физического эксперимента и объектов физической величины;
3. Выбор средства измерения;
4. Выбор методов измерения;
5. Поверка средств измерения;
6. Получение результатов измерения;
7. Определение условий измерения;
8. Определения основных погрешностей;
9. Вывод.
Метрологической сферой проведения эксперимента является получение истинных значений измерений показателей качества электрической энергии в электрических сетях.
Объектами измерения являются:
ü напряжение постоянного тока;
ü напряжение переменного тока;
ü измерение силы постоянного тока;
ü измерение силы переменного тока;
ü сопротивление постоянному току;
ü измерение сопротивлений до 500 кОм;
ü измерение сопротивлений до 5000 кОм;
ü измерение параметров транзисторов;
ü измерение напряжения.
Место проведения эксперимента
Местом проведения физического эксперимента был выбран отдел «Стандартизации и Сертификации» Краснодарского центра (КЦСМ).
Средство измерения
| Ц4342-М1 Прибор электроизмерительный многофункциональный |
Назначение прибора
Прибор электроизмерительный многофункциональный типа Ц4342-М1 (далее - прибор) с автоматической защитой от электрических перегрузок предназначен для измерения в электрических цепях объектов измерений, работоспособное состояние которых не нарушается их взаимодействием с прибором или выходом нормируемых характеристик прибора за пределы, установленные техническими условиями и указанные в настоящем паспорте:
- силы и напряжения постоянного тока;
- среднеквадратического значения силы и напряжения переменного тока сину-соидальной формы;
- сопротивления постоянному току;
- абсолютного уровня сигнала по напряжению переменного тока.
Кроме того, прибор предназначен для проверки работоспособного состояния биполярных транзисторов с рассеиваемой мощностью до 150 мВт:
- статистического коэффициента передачи тока в схеме с общим эмиттером h21E в диапазонах измерения сопротивления постоянному току;
- обратных токов: коллектора - ICBO, эмиттера - IEBO, коллектор-эмиттер - ICEO при разомкнутом выводе базы и коллектор-эмиттер ICES при короткозамкнутых выводах эмиттера и базы в диапазонах измерения силы постоянного тока.
Прибор может применяться при регулировании, ремонте и эксплуатации электро- и радиоаппаратуры в помещениях с искусственно регулируемыми климатическими условиями, например, в закрытых отапливаемых или охлаждаемых и вентилируемых производственных и других, в том числе хорошо вентилируемых подземных помещениях (отсутствие прямого воздействия солнечной радиации и отсутствие воздействия атмосферных осадков, ветра, а также песка и пыли наружного воздуха).
Рабочие и климатические условия применения прибора:
- температура окружающего воздуха от минус 10 до плюс 40 оС;
- атмосферное давление 84 - 106,7 кПа (630 - 800 мм рт. ст.);
- относительная влажность воздуха до 80 % при температуре 25 оС.
Методы измерения
Методика выполнения измерений (МВИ) Комбинированного прибора Ц4342-М1 для измерения силы и напряжения постоянного тока в соответствии с ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методика выполнения измерений», введенным 1 июля 1997 года.
Метрологические характеристики
| Верхние пределы измерений | Нормальная область частот | Средняя частота нормальной области частот, Гц | Рабочая область частот, Гц |
| 1000 В | 45 - 100 | 100 - 200 | |
| 250 В | 45 - 200 | 200 - 500 | |
| 50 В | 45 - 500 | 500 - 10000 | |
| 1; 5;10 В | 45 - 1000 | 1000 - 2000 | |
| 0,25;1,25;5;25,125, 500, 2500, 5000 мА | 45 - 1000 | 1000 - 2000 |
Технические характеристики
Время успокоения прибора не превышает 4 с. Время установления рабочего режима прибора - непосредственно после включения.
Режим работы прибора - непрерывный. Продолжительность непрерывной работы в течение 16 ч, с перерывом до повторного включения 1 ч. В процессе работы, при необходимости, следует заменять встроенные электрохимические источники тока.
Изоляция между всеми изолированными электрическим цепями и корпусом прибора в нормальных климатических условиях применения выдерживает в течение 1 минуты действие испытательного напряжения переменного тока синусоидальной формы частотой (50 1) Гц, среднеквадратическое значение которого составляет 3 кВ.
Прибор выдерживает длительные перегрузки током или напряжением, равные 120 % от конечного значения диапазонов измерений, в течение 2 ч.
Прибор с защитой от электрических перегрузок при измерении силы и напряжения постоянного и переменного тока выдерживает воздействие кратковременных электрических перегрузок - десяти ударов током или напряжением, величины которых не должны превышать 25-кратных значений от конечного значения диапазонов измерений, но не более 50 А в последовательных и 2 кВ параллельных цепях.
Время включения под перегрузку 5 с с интервалом 20 с.
Цепи питания прибора выдерживают кратковременные перегрузки - 5 ударов напряжением, равным 150 % от верхнего значения нормальной области напряжения источника питания.
Время включения под перегрузку 0,5 с с интервалом 15 с.
При отсутствии источника питания автоматической защиты кратковременные перегрузки не должны превышать в диапазонах измерений:
- до 1 А - 5 IК; свыше 1 А - 2 IК;
- до 100 В - 5UК; свыше 100 В - 2 UК (но не более 2 кВ),
где IК и UК - конечные значения диапазонов измерений силы тока и напряжения.
9. Габаритные размеры прибора 215 х 115 х 90 мм.
10. Масса прибора 0,95 кг.
11. Суммарная масса драгоценных материалов в приборе: серебра - 2,0 г; платины - 0,012 г (растяжка).
12. Суммарная масса цветных металлов в приборе:
- алюминия и алюминиевых сплавов - 44 г (шильдики, обойма, циферблат);
- кобальта - 18 г (магнит измерительного механизма и реле автозащиты);
- меди и сплавов на медной основе - 44 г (обмотки, гнезда, провода).
Функциональные возможности:
1. Прибор обеспечивает возможность измерения силы и напряжения постоянного тока;
2. Измеритель обеспечивает измерение действующего значения силы и напряжения переменного
тока практически синусоидальной формы;
3. Измеритель обеспечивает измерение сопротивления постоянного тока, а также параметров маломощных транзисторов.
Поверка
• Методика поверки измерителя приведена в документе «Инструкция. Комбинированный прибор Ц4342-М1. Методика поверки».
• Этот документ устанавливает методы и средства первичной и периодических поверок измерителя.
• В зависимости от условий эксплуатации рекомендуются следующие межповерочные интервалы: для достижения точности 2 - 1 год; Для достижения наивысшей точности (не ниже 0, 5 %) - 1 месяц в течение первых трех месяцев эксплуатации. Кроме этого, после всех видов климатических испытаний, а также после пребывания в условиях, отличных от нормальных или рабочих, перед использованием должен быть выдержан в нормальных условиях или рабочих условиях не менее 24 часов.
Проведение поверки.
• При поверке образцовые приборы должны быть класса точности не ниже 0,5.
• При проведении поверки прибора следует руководствоваться инструкциями
Госстандарта СССР № 184 - 62 по поверке амперметров, вольтметров, ваттметров и варметров и
№ 188 - 60 по поверке омметров и фарадметров.
• Проверку диапазонов измерений и определение диапазона установки цифровых
показаний производить одновременно с определением основной погрешности по измерению.
• Проверку влияния напряжения питания производить по ГОСТ 22261-82. Время
выдержки при повышенном и пониженном напряжении питании должно быть не менее 10 мин.
• Проверку времени установления рабочего режима производить по ГОСТ 22261-82.
Указание мер безопасности:
1. При работе с напряжением более 30 В необходимо подключать прибор при выключенном напряжении в исследуемой цепи.
2. Касание к зажимам и гнездам прибора при высоком напряжении опасно для жизни.
3. Подключение, замена и ремонт измерителя должны производиться при отключении питающей сети.
4. К эксплуатации измерителя могут быть допущены лица, имеющие квалификацию не ниже 3 группы по технике безопасности работы в действующих электроустановках.
Результаты измерений
Прибором Ц4342-М1 производились измерения при t=350С, остальные влияющие величины соответствовали нормальным. Тогда
Y р= Y o+ Y т.
Предел допускаемого значения дополнительной погрешности, вызванной изменением температуры от нормальной (20 
5)оС в пределах рабочих температур, равен 2,5% на постоянном токе и 4,0% на переменном токе на каждые 10оС изменения температуры.
Следовательно, погрешность результатов измерений в данном случае равна:
на постоянном токе Y р= 5,0%
на переменном токе Y р= 8,0%
Условия измерений
| Влияющая величина | Нормальное значение |
| Положение прибора, ° | Горизонтальное +2 |
| Температура окружающего воздуха, °С | 20 + 5 |
| Относительная влажность воздуха, % | 30 - 80 |
| Атмосферное давление, кПа (мм рт.ст.) | 84 - 106,7 (630 - 795) |
| Частота измеряемых силы и напряжения переменного тока | Нормальная область частот |
| Форма кривой измеряемых силы и напряжения переменного тока | Синусоидальная с коэффициентом несинусоидальности не более 2 % |
| Напряжение источника питания схемы омметра, В: | 3,7 - 4,7 (встроенный электрохимический источник постоянного тока) |
| Внешнее магнитное поле | Магнитное поле Земли |
| Ферромагнитная опорная плоскость | Отсутствие |
| Коэффициент переменной составляющей силы или напряжения постоянного тока, %, не более |
Основные погрешности
Основная погрешность изменения показаний прибора и вариация показаний прибора выражаются в процентах и вычисляется по формуле:
Y = D×100 / XN (1)
Где D - значение абсолютной погрешности, изменений показаний прибора и вариации показаний прибора, выраженные в единицах измеряемой величины или единицах длинны шкалы;
XN - нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и абсолютная погрешность.
Нормирующее значение XN принимать равным: конечному значению диапазона измерения силы и напряжения постоянного и переменного тока, всей длине шкалы при измерениях сопротивления постоянному току и абсолютного уровня сигнала по напряжению.
" h21E " - 48 мм; "кОм, МОм" - 67 мм; "дБ" - 44 мм.
Предел допускаемой вариации показаний прибора равен 1,25 %.
| Измеряе-мая вели-чина | Диапазон измере-ний | Класс точ-ности | Пределы допускае-мой приве-дённой ос-новной по-грешности, % | Паде-ние на-пряже-ния, В, не бо-лее | Ток потребления, мА, не более | |
| От изме-ряемого сиг-нала | От источ-ника пи-тания | |||||
| Сила по-стоянного тока, мА | 0-0,05;0-0,25;0-1;0-5 0-25;0-100;0-500; 0-2500; | 2,5 | 2,5 | 0,4 | --- | --- |
| Сила переменного тока, мА | 0,05-0,25;0,25-1,25; 1-5;5-25;25-125; 100-500; 500-2500 | 4,0 | 4, | 1,2 | --- | --- |
| Напряже-ние посто-янного тока, В | 0-0,1; 0-1; 0-5; 0-10; 0-50; 0-250; 0-1000; | 2,5 | 2,5 | --- | 0,053 | --- |
| Напряже-ние пере-менного тока, В | 0,2 -1,0 1 - 5 2 - 10 10 - 50; 50 - 250; 200 - 1000 | 4,0 | 4, | --- | 5,2 2,8 1,05 0,28 | --- |
| Сопротив-ление по-стоянному току, кОм | 0 - 0,3 0 - 10 0 - 100 0 - 1000 0 - 10000 | 2,5 | 2,5 | --- | --- | 7,600 7,200 0,720 0,072 15,0 |
| Абсолютный уровень сигнала по напряжению, дБ | От минус 10 до плюс 15 | 4,0 | 4, | --- | 2,800 | --- |
| Статический коэффициент тока, h21E | 0 - 200 0 - 2000 | 4,0 | 4, | --- | --- | 0,720 7,200 |
| Влияющая величина | Интервал влияющей величины | Пределы допускаемого изменения показаний, % |
| Температура окружающего воздуха, °С | От минус 10 до плюс 40 | + 2,5 и + 4,0 при измерении на постоянном и переменном токе соответственно на каждые 10 °С изменения температуры |
| Положение прибора | Отклонение от горизонтального на 10° в любом направлении | + 2,5 |
| Частота измеряемых силы и напряжения переменного тока | Рабочая область частот (табл. 3) | + 4,0 (при изменении частоты от границы нормальной области до любого значения частоты смежной части рабочей области частот) |
| Внешнее однородное магнитное поле | Постоянное с индукцией 0,5 мТл Переменное с индукцией 0,2 мТл при частоте до 1 кГц | +1,5 + 4,0 |
| Форма кривой измеряемых силы или напряжения переменного тока | Отклонение среднеквадратического значения под влиянием 2, 3 и 5 гармонической составляющей, равное 5 % | +5,0 |
| Ферромагнитная опорная плоскость | Толщина (2 ,5) мм | +1,2 |
| Такой же прибор | Размещённый вплотную, до этого находившийся на расстоянии не менее 1 м | +1,2 |
Вывод:
В результате проведенной лабораторной работы были проверены все ключевые параметры работы комбинированного прибора Ц4342-М1, а также при определенных условиях измерения были определены основные погрешности измерений.