Выполнение процедур калибровки ЭП

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Для студентов специальности 140104 «Промышленная теплоэнергетика», направлений 140104 «Теплоэнергетика», 270100 «Строительство» содержание и объем лабораторных и практических работ определен в соответствии с программой раздела «Метрология, стандартизация, сертификация» дисциплины «Управление, сертификация и инноватика» и отражают требования квалификационных характеристик инженера по специальности и бакалавра по направлению.

Лабораторные и практические работы выполняются с целью закрепления теоретических знаний студентов.

Приступая к выполнению каждой работы, следует внимательно ознакомиться с материалом лекций, заданием, настоящими методическими указаниями, материалами [1].

Результаты выполнения каждой работы оформляется в виде отчета. Отчет должен содержать:

1. Титульный лист.

2. Текст отчета, содержащий исходные данные в табличной форме, таблицы, заполненные в ходе работы и методику обработки исходных данных.

РАБОТА №1

«КАЛИБРОВКА ЭЛЕКТРОИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ»

Цель работы - ознакомиться с основными правилами проведения операций калибровки электроизмерительных приборов (ЭП).

Выполнение процедур калибровки ЭП

Калибровкой называется совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средств измерений, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору.

Для проведения калибровочных работ создана Российская система калибровки (РСК) - совокупность субъектов деятельности и калибровочных работ, направленных на обеспечение единства измерений в сферах, не подлежащих государственному метрологическому контролю и надзору и действующих на основе установленных требований к организации и проведению калибровочных работ. Деятельность РСК регулируется правилами [1, 2].

Результаты калибровки средств измерений удостоверяются калибровочным знаком, наносимым на средства измерений, или сертификатом о калибровке, а также записью в эксплуатационных документах. Сертификат о калибровке представляет собой документ, удостоверяющий факт и результаты калибровки средства измерений, который выдается организацией, осуществляющей калибровку.

Погрешность ЭП, являющуюся важнейшей метрологической характеристикой принято выражать одним из трех способов:

- в виде абсолютной погрешности, выражаемой в единицах измеряемой величины

,

где - результат измерения, выполненного данным ЭП; - действительное значение измеряемой величины;

- в виде относительной погрешности, выраженной отношением абсолютной погрешности средства измерений к результату измерений или к действительному значению измеренной физической величины, определяемой, как правило, в процентах:

.

Приближенное равенство возможно из-за близости значений и ;

- в виде приведенной погрешности, выраженной отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона, определяемой в процентах:

,

где ‑ нормирующее значение.

В качестве нормирующего значения для средств измерений с равномерной, практически равномерной (шкала, длины делений которых отличаются друг от друга не более чем на 30%) и степенной, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение входного или выходного сигналов находится на краю или вне диапазона измерений, устанавливается равным большему из модулей пределов измерений. Если нулевая отметка находится внутри диапазона измерений, следует устанавливать равным сумме модулей пределов измерений. Для средств измерений с установленным номинальным значением принимают равным этому значению. [3]

В связи с целесообразностью использования различных методов уменьшения, абсолютную погрешность ЭП принято делить на аддитивную, не зависящую от значения измеряемой величины (рис. 1а) , и мультипликативную, зависящую от значения измеряемой величины (рис. 1б).

а)	б)
Рис. 1. Погрешность прибора в его рабочем диапазоне измерения; а) постоянная по шкале; б) переменная по шкале.

Одним из важнейших этапов метрологической аттестации средств измерений является назначение класса точности, который представляет собой обобщенную характеристику данного типа средств измерений и, как правило, отражает уровень их точности, выраженной пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

Следует заметить:

1. класс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность средств измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Это важно при выборе средств измерений в зависимости от заданной точности измерений;

2. класс точности средств измерений конкретного типа устанавливают в стандартах (технических требованиях или условиях) или в другой технической документации, утвержденной в установленном порядке.

Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, которые определяют класс точности ЭП, могут быть выражены одним значением погрешности (одночленной формулой)

или в виде суммы двух членов (двучленной формулой)

,

где - значение измеряемой величины. Например, для генератора погрешность может быть задана как . Пределы допускаемой приведенной основной погрешности определяют по формуле

,

где - положительное число, выбираемое из ряда , , , , , ().

Пределы допускаемой относительной основной погрешности определяют по одночленной формуле

или двучленной формуле

,

где – больший по модулю из пределов измерений;

;

;

и выбирают из ряда аналогичного ряду чисел для .

Калибровка ЭП практически может выполняться как при использовании образцовой меры, подаваемой на вход исследуемого прибора (рис. 2а), так и при использовании рабочего эталона, показания которого используются в качестве величины , на основании которой определяется погрешность (рис. 2б). Первый способ часто традиционно называют «способом образцовой меры», а второй - «способом образцового прибора».

а)	б)
Рис. 2. Калибровка электроизмерительного прибора а) способом образцовой меры; б) способом образцового прибора.

Экспериментальные данные, предназначенные для назначения класса точности - при первичной калибровке, или для проверки соответствия ранее предписанному классу точности - при последующих калибровках, получаются во всех предписанных методиками точках диапазона измерения ЭП. Число таких точек может быть различным. Получаемый в каждой точке диапазона измерения результат сравнивается с номинальным или образцовым значением измеряемой величины . Получаемая разница и дает значение погрешности, которое и определяет класс точности ЭП. Заключение о соответствии классу точности делается на основании следующего правила: «Значение погрешности в любой точке диапазона измерения, получаемое экспериментальным образом, не должно превышать присвоенный ЭП класс точности».