Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 3)

В качестве рабочих эталонов используют комплекты средств измерения, состоящие из наборов термопреобразователей напряжения с номинальными значениями от 0,1 до 300 В, индуктивного делителя напряжения, установки для измерения постоянных напряжении и стабилизированных источников напряжения постоянного и переменного тока.

От Государственного специального эталона единица напряжения передается вторичным эталонам методом непосредственного сличения. Тем же методом единица передается от рабочих эталонов образцовым средствам измерения 1-го разряда, в качестве которых используются наборы термопреобразователей с номинальными значениями от 0,1 до 300 В в диапазоне частот от 20 до 3х10⁷ Гц и поверочные установки с компараторами напряжения от 0.001 до 300 В в диапазоне от 20 до 1х10⁵ Гц.

Далее методом прямых измерений или непосредственного сличения единица напряжения передается образцовым средствам измерений 2-го разряда - набором тepмопреобразователей и делителей напряжения от 0,001 до 300 В в диапазоне частот 20-3х10⁷ Гц и мерами напряжения 0,001 - 1000 B и поверочным установкам с компараторами напряжения от 0,1 до 600 В в диапазоне частот от 20 до 1х10⁵ Гц, в качестве образцовых средств измерений 3-го разряда используются меры напряжений от 0.001 до 300 В и вольтметры классов точности 0,1; 0,2; 0,5 для измерения напряжений от 0,11 до 600 В. Рабочими средствами измерений напряжения переменного тока являются меры напряжения от 0,001 до 300 В с пределами допускаемых относительных погрешностей oт 1х10^-8 до 1х10^-1 и вольтметры различных систем классов точности от 0,05 до 4,0 для измерения напряжении от 0,001 до 1000 В. Рабочие меры напряжения и вольтметры высшего классов точности поверяются по образцовым средствам измерения 2-го разряда, а более грубые вольтметры - по образцовым средствам З- го разряда.

3. СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

3.1. МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, называются метрологическими характеристиками. Перечень важнейших из них регламентируется ГОСТ "ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений". Комплекс нормируемых метрологических характеристик устанавливается таким образом, чтобы с их помощью можно было оценить погрешность измерений, осуществляемых в известных рабочих условиях эксплуатации посредством отдельных средств измерений или совокупности средств измерений, например, автоматических измерительных систем.

Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования (иначе называемая функцией преобразования или градуировочной характеристикой). Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информационного параметра входного сигнала.

Важной характеристикой измерительного прибора является цена деления шкалы, т.е. то изменение измеряемой величины, которому соответствует перемещение указателя на одно деление шкалы. У цифровых приборов шкалы в явном виде нет, и для них вместо цены деления указывается цена единицы младшего разряда числа в показании прибора.

Важнейшей метрологической характеристикой средств измерений является погрешность.

Абсолютная погрешность меры - алгебраическая разность между ее номинальным X^Н и действительным X^Д значениями

=Х^Н-Х^Д.

Однако в большей степени точность средства измерений характеризует относительная погрешность, т.е. выраженное, в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины.

 = 100X/X^Д

Погрешности измерительных средств принято подразделять на статические, имеющие место при измерения постоянных величин после завершения переходных процессов в элементах приборов и преобразователей, и динамические, появляющиеся при измерении переменных величин и обусловленные инерционными свойствами средств измерений.

Согласно общей классификации статические погрешности измерительных средств делятся на систематические и случайные. Систематические погрешности являются в общем случае функцией измеряемой величины, влияющих величин и времени.

Систематические погрешности находят при поверке и аттестации образцовых приборов измерением наперед заданных значений измеряемой величины в нескольких точках шкалы. В результате строится кривая или таблица погрешностей, которая используется для определения поправок. Поправка в каждой точке шкалы числено равна систематической погрешности и обратна ей по знаку, поэтому при определении действительного значения измеряемой величины поправку следует прибавить к показанию прибора.

Выделение систематической погрешности в отдельную группу обуславливается, таким образом, лишь тем, что при поверке измерительных средств они могут быть определены для каждой точки шкалы и исключены из результатов измерений.

К числу характеристик погрешности относится также вариация выходного сигнала измерительного преобразователя или вариация показаний измерительного прибора. Согласно ГОСТ вариацией называется средняя разность между значениями информативного параметра сигнала измерительного преобразователя (или показаний измерительного прибора), соответствующими данной точке измерений при двух направлениях медленного многократного измерения информативного параметра входного сигнала в процессе подхода к данной точке диапазона. Вариация возникает например из-за трения и зазоров в сочленении подвижных деталей и гистерезисных явлений.

Динамические погрешности обуславливаются инерционными свойствами средств измерений и появляются при измерении переменных во времени величин.

Для средств измерений, являющихся линейными динамическими системами с сосредоточенными, постоянными во времени параметрами, наиболее общая характеристика динамических свойств - это линейное дифференциальное уравнение с постоянными коэффициентами

где - производные выходного и входного сигналов.

Дифференциальное уравнение является метрологической характеристикой средств измерения, поскольку позволяет при известном сигнале x(t) на входе найти выходной сигнал у(t).

Для нормирования динамических свойств средств измерения часто указывают не само дифференциальное уравнение, а другие, производные от него, динамические характеристики, которые более просто находятся экспериментальным путем. Сюда относятся передаточная функция, амплитудная и фазовая частотные характеристики, переходная и импульсная передаточная функции.

К числу метрологических характеристик средств измерения относятся и неинформативные параметры выходного сигнала измерительного преобразователя или меры, поскольку они могут оказывать существенное влияние на погрешности средств измерений. Например, непостоянство внутреннего сопротивления амперметра приводит к изменению показаний прибора.

Влияние внешних воздействий и неинформативных параметров сигналов (влияющих величин) описывается с помощью метрологических характеристик, называемых функциями влияния. Функция влияния (₁, ₂ , ₃, .... _q) - это зависимость соответствующей метрологической характеристики из числа выше перечисленных от влияющих величин ₁, ₂ , ₃, .... _q (температуры внешней Среды, параметров внешних вибраций и т.д.) В большинстве случаев можно ограничиваться набором влияния каждой из влияющих величин (₁), ( ₂), .... (_q)

3.1.1. КЛАССЫ ТОЧНОСТИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Класс точности - это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей², а также рядом других свойств, влияющих на точность измерений. Классы точности регламентируются стандартами.

Способы установления классов точности изложены в ГОСТ “ГСИ. Классы точности средств измерения. Общие требования.” Стандарты не распространяются на средства измерений, для которых предусматриваются раздельные нормы на систематическую и номинальные функции влияния, а измерения проводятся без введения поправок на влияющие величины. Класс точности не устанавливается и на средства измерений, для которых существенное значение имеет динамическая погрешность.

Для остальных средств измерений обозначение классов точности вводится в зависимости от способов задания пределов допускаемой основной погрешности.

Обозначение классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений, приводятся в нормативно-технических документах. В этой же документации должна быть ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности для этого типа средств измерения.

Пределы допускаемой приведенной основной погрешности для средств измерений с равномерной, практически равномерной и степенной шкалой (нулевое значение находится на краю или вне диапазона измерений) нормируются в виде одночленной формулы

 = / Х_N=  р

где число р выбирается из ряда р= 110ⁿ; 1,510ⁿ;1,610ⁿ 210ⁿ; 2,510ⁿ; 410ⁿ; 510ⁿ; 610ⁿ; (n= 1; 0; -1; -2; и т.д.), X_N- верхний предел измерений. Если при тех же условиях нулевое значение находится внутри предела измерений, то X_N соответствует большему из модулей пределов измерений.

Пределы допускаемой относительной основной погрешности могут нормироваться либо одночленной формулой:

 = / Х=  q;

либо двучленной формулой:

 = / Х=   c + d   X_k /X - 1 ;

где Х_к - конечное значение диапазона измерений или диапазона значений, воспроизводимого многозначной мерой величины, а постоянные числа q, c, d выбираются из того же ряда, что и число р.

Обозначение класса точности может сопровождаться применением дополнительных условных знаков. Так например, отметка снизу ( ; и т.п. ) означает, что у измерительных приборов этого типа с существенно неравномерной шкалой значение измеряемой величины не может отличатся от того, что показывает указатель отсчетного устройства, более, чем на указанное число процентов от всей длины шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. Заключение чисел в окружность (например,

и т.п.) означает, что проценты исчисляются непосредственно от того значения, которое показывает указатель.

3.1.2. РЕГУЛИРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

В общем случае в конструкции измерительного прибора должны быть предусмотрены два регулировочных узла: регулировка нуля и регулировка чувствительности. Регулировкой нуля уменьшают влияние аддитивной погрешности, постоянной для каждой точки шкалы, а регулировкой чувствительности уменьшают мультипликативные погрешности, меняющиеся линейно с изменением измеряемой величины.

3.1.3. ГРАДУИРОВКА СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Градуировкой называется процесс нанесения отметок на шкалы средств измерений, а также определение значений измеряемой величины, соответствующих уже нанесенным отметкам, для составления градуировочных таблиц или кривых.

Различают следующие способы градуировки:

1. Использование типовых шкал.

2. Индивидуальная градуировка шкалы.

На предварительно отрегулированный прибор устанавливают циферблат с еще ненанесенными отметками. К измерительному прибору подводят последовательно измеряемые величины нескольких наперед заданных значений. На циферблат наносят отметки, соответствующие положениям указателя при этих значениях измеряемой величины, а расстояния между отметками делят на равные части.

Характеристики

Список файлов лекций