Файл: 1. Поверка приборов 3 Основные методы поверки измерения вольтметров 5.docx

Содержание

Введение

Для выполнения курсовой работы мною выбран щитовой вольтметр М42300, он выпускается в стандартном корпусе с габаритными размерами 80Х80 мм и классом точности 1,5-2,5 в зависимости от конструктивного исполнения и диапазона измерения. Степень защиты лицевой панели IP50 или IP54, для токоведущих частей – IP00. Внесен в Госреестр средств измерений Р.Ф.

Данный тип вольтметра предназначен для измерения силы тока или напряжения в электрических цепях постоянного тока и применяются на различных объектах сфер распространения государственного метрологического контроля и надзора. М42300, М42301 могут быть изготовлены в специальном исполнении и предназначены для работы в условиях с повышенными механическими характеристиками эксплуатации; приборы М42301 в исполнении, с возможностью подсветки шкалы, предназначенные для использования в специальной (ГО-27, ДП-ЗБ) и другой аппаратуре в различных областях промышленности.

Приборы данной группы предназначены для измерения тока и напряжения в электрических цепях постоянного тока и позволяют измерять токи в пределах от 10 µА до 20 А, напряжения от 25 мВ до 750 В при непосредственном включении.

Основными достоинствами электростатических вольтметров являются: очень малое собственное потребление мощности (большое входное сопротивление, 10¹⁰ Ом), способность измерять постоянные и переменные напряжения. К недостаткам относятся малая чувствительность и неравномерность шкалы.

1. Поверка приборов

Приборы M42300, M42301, M42303, используемые в сферах, подлежащих государственному метрологическому надзору и контролю, подлежат первичной поверке до ввода их в эксплуатацию и периодической поверке в процессе эксплуатации.

Калибровка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений. Проведение калибровки средств измерений в системе калибровки средств измерений ОАО «РЖД» (СКРЖД) в филиалах и других структурных подразделениях ОАО «РЖД» является обязательным на основании приказа № 826 от 28.04.2006 «О создании системы калибровки средств измерений в ОАО РЖД»

---

Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых в целях подтверждения соответствия средств измерения метрологическим требованиям. Поверке подлежат средства измерений предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений ГРОЕИ, согласно федеральному закону № 102-ФЗ от 26.06.2008 «Об обеспечении единства измерений».

Поверка приборов производится в соответствии с ГОСТ 8.497-83. Государственная система единства измерений. Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методика поверки.

Перечень основного оборудования для поверки:

• 
  установка для проверки амперметров и вольтметров У300, с пульсацией не более 3 %;
  
• 
  вольтамперметр M2018, класса точности 0,2;
  
• 
  микроамперметр M2005, класса точности 0,2;
  
• 
  универсальная пробойная установкаУПУ-10, с погрешностью установки напряжения + 10 %.
  

Межповерочный интервал:

• 
  24 месяца при 8 часовой среднесуточной наработке;
  
• 
  12 месяцев — при 16 часовой наработке;
  
• 
  6 месяцев — при 24 часовой наработке.
  

Нормативные и технические документы

ГОСТ 8711-93. Приборы аналоговые показывающие электроизмерительные прямого действия и вспомогательные части к ним. Часть 2. Особые требования к амперметрам и вольтметрам

ГОСТ 22261-94. Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия.

ГОСТ 8.497-83. ГСИ. Амперметры, вольтметры, ваттметры, варметры. Методика поверки.

ТУ 25-7504.132-2007. Микроамперметры, миллиамперметры, амперметры и вольтметры щитовые. Технические условия.

2. Основные методы поверки измерения вольтметров

Одной из основных задач, решаемых при выполнении поверки, является определение значения погрешности СИ или проверка, находится ли значение погрешности СИ в заданных границах, т.е. проверка правильности передачи размера единицы от эталона к рабочим эталонам и рабочим СИ.

Совокупность приемов использования принципов, способов и средств поверки, положенных в основу передачи размера единицы от вышестоящих в поверочной схеме СИ нижестоящим, получила название методов поверки.

Методы поверки выбирают не произвольно, а в строгом соответствии с требованиями нормативных документов. Основополагающим нормативным документом, устанавливающим методы передачи размера какой-либо одной физической величины, является государственная поверочная схема.

---

Применительно к конкретным типам СИ методы поверки, как и операции поверки, устанавливаются при их метрологической аттестации и регламентируются государственными или отраслевыми стандартами, а также стандартами предприятий.

Основными методами поверки измерения напряжения и тока являются метод прямых измерений и метод непосредственного сличения

Вольтметры классов точности 0,1-0,5 поверяют методом прямых измерений при помощи калибратора или потенциометрической установки (вместо потенциометра может быть применен цифровой вольтметр), классов точности 1,0-5,0 - методом непосредственного сличения при помощи образцовых вольтметров и установки для поверки и градуировки электроизмерительных приборов по схемам, приведенным в ТД на образцовые средства измерений.

Метод непосредственного сличения двух СИ — поверяемого и эталонного — без применения компарирующих или каких-либо других промежуточных приборов широко используется в настоящее время при выполнении поверок различных СИ. В области электрических и магнитных измерений этот метод применяют при определении метрологических характеристик измерительных приборов непосредственной оценки, предназначенных для измерения тока, напряжения, частоты и ряда других электрических и магнитных величин.

В основе метода (рис. 1) лежит измерение одного и того же значения физической величины X, воспроизводимого источником сигнала 7, идентичным (по роду измеряемой величины) поверяемому 2 и эталонному 3 приборам.


Рис. 1. Схема поверки показывающих приборов методом непосредственного сличения
Процесс поверки в этом случае сводится к установке требуемого значения Х_u последующему сравнению показаний поверяемого прибора Х_П с показаниями эталонного прибора Х_э и выявлению их разности А = Х_П — Х_э, равной абсолютной погрешности поверяемого прибора, с последующим приведением ее к нормированному значению X_N для получения приведенной погрешности:



В приборах с нулевой отметкой на краю шкалы за нормирующее значение принимают конечное значение диапазона измерений, у приборов с нулевой отметкой в середине шкалы — сумму абсолютных значений пределов измерений по обе стороны от нулевой отметки.

---

Сравнение показаний может выполняться двумя способами. При первом способе (рис. 2, а), получившем название способа регистрации совмещения, указатель поверяемого прибора путем изменения входного сигнала совмещается с проверяемой отметкой шкалы, а погрешность определяется расчетным путем как разность между показанием поверяемого прибора (ПП) и действительным значением, определяемым по показаниям эталонного прибора (ЭП). Достоинство этого способа состоит в том, что он дает возможность точно определить погрешность по эталонному прибору, шкала которого обычно имеет большее число делений, а отсчетное устройство исключает ошибку отсчета из-за параллакса.


Рис. 2. Способы поверки
При втором способе (рис. 2, б), получившем название способа отсчитывания погрешности по шкале поверяемого прибора, номинальное для поверяемой отметки шкалы значение размера физической величины устанавливается по эталонному прибору, а погрешность А определяется по расстоянию между проверяемой отметкой поверяемого прибора и его указателем. Этот способ особенно удобен при автоматической поверке, так как позволяет одновременно поверять несколько приборов с помощью одного эталонного. Вместе с тем нелинейность шкал аналоговых поверяемых приборов и неточность нанесения промежуточных делений делают этот способ менее точным, чем первый. Это не относится к цифровым приборам, в которых отсутствует ошибка отсчета. При их поверке второй способ дает такую же точность, как и первый.

Метод непосредственного сличения показаний достаточно прост, не требует сложного оборудования и высокой квалификации поверителя и при соблюдении определенных условий обеспечивает хорошую достоверность результатов поверки. Одним из этих условий является строгое соблюдение установленного нормативными документами соотношения допускаемых погрешностей эталонного прибора и пределов допускаемых погрешностей поверяемого прибора.

При разработке и сборке схемы поверки необходимо обеспечить условия, при которых оба прибора будут измерять действительно одну и ту же величину. Учитывая и то, что в большинстве случаев пределы допускаемых погрешностей выражаются в виде приведенных погрешностей, очень важно, чтобы верхний предел измерения эталонного прибора был равен или лишь незначительно превышал предел поверяемого прибора. В ряде случаев с целью согласования пределов может оказаться целесообразным применение масштабных преобразователей.

---

3. Поверка амперметров и вольтметров на постоянном токе методом сличения с эталонными приборами сравнения

Для поверки наиболее точных приборов на постоянном токе в качестве ЭСИ используют приборы сравнения: потенциометры постоянного тока (ЭППТ) или компараторы постоянного напряжения. Принципиальных различий между ними нет.

Определение погрешности вольтметров выполняется по схемам, показанным на рис. 3. Схема на рис. 3(а), применяется в тех случаях, когда предел измерений ПП не превышает предела измерений ЭСИ (ЭППТ). Напряжение от регулируемого источника напряжений ИН подается на поверяемый вольтметр и измеряется ЭППТ. Погрешность определения действительного значения напряжения будет складываться из погрешностей ЭППТ и нормального элемента НЭ.


Рис. 3. Схемы для определения погрешностей вольтметров
Если предел измерений поверяемого вольтметра больше предела измерений ЭППТ, то применяют цепь по схеме на рис. 3 (б). В этом случае напряжение, поданное на поверяемый вольтметр, делится с помощью делителя напряжения ДН до значения, меньшего предела измерений ЭППТ, и затем измеряется с помощью последнего. Погрешность определения действительного значения напряжения будет складываться из погрешностей ЭППТ, НЭ и ДН.

Определение погрешности амперметра выполняется путем косвенного измерения действительного значения тока, протекающего через поверяемый прибор. Последовательно с поверяемым амперметром включают меру сопротивления и измеряют падение напряжения на ней с помощью ЭППТ. Действительное значение тока через поверяемый амперметр рассчитывают по закону Ома. Погрешность будет складываться из погрешностей ЭППТ, НЭ и меры сопротивления.

Номинальное значение сопротивления меры должно быть таким, чтобы падение напряжения на ней при максимальном токе в поверяемом амперметре было близким к пределу измерений ЭППТ.

4. Поверочные установки. Краткие характеристики

Установки постоянного тока

• 
  Установка У355 предназначена для поверки приборов класса точности 0,05 и менее точных. Она содержит потенциометр Р355, делитель напряжений Р357, нормальный элемент НЭ65 — все класса точности 0,005, набор катушек сопротивления класса точности 0,01.
  

Питание установки осуществляется от электронных стабилизаторов П136М, П138М и гальванических батарей 1,28 НВМЦ—525. Нормальный элемент, катушки сопротивления, делитель и шунт термостатированы.

---