Для обеспечения правильной работы средств измерений они подвергаются испытанием при выпуске из производства и периодическим проверкам во время эксплуатации.
В процессе эксплуатации в приборах возникают различные изменения, повреждения, износ трущихся частей, в результате которых правильность работы приборов нарушается и пользование такими приборами может привести к недопустимым ошибкам. Поэтому через определенные сроки необходимо производить проверку электроизмерительных приборов.
Разнообразие приборов делает невозможным создание единой методики их проверки. Существует ряд стандартов, методических указаний и инструкций, определяющие методы и средства проверки, но среди них выделяется ряд общих положений (правил), к которым относится внешний осмотр прибора, выбор метода проверки, выбор образцовых приборов, проверка показаний приборов.
Конкретный перечень обязательного минимума операций устанавливается в зависимости от назначения прибора, так и для образцовых средств измерений.
Внешний осмотр поверяемого прибора.
Его задачей является определение общего состояния прибора с целью выявления дефектов, которые могли бы препятствовать применению данного прибора независимо от степени правильности его показаний.
Прибор не должен иметь таких дефектов, которые могут привести к ошибкам в измерениях или дальнейшего его порче. Он признается непригодным к применению, если при визуальном осмотре обнаружены следующие дефекты:
- в корпусе или местах соединения отдельных частей имеются щели, через которые может проникнуть пыль в измерительную систему;
- стекло не прочно укрепленное или имеет трещины;
- шкала покороблена, отклеилась или загрязнена;
- внутри прибора находятся отсоединившиеся части или посторонние предметы, обнаруживаемые на слух при наклоне прибора в разные стороны;
- корректор испорчен и не допускает регулировки нулевого положения стрелки;
- стрелка прибора погнута;
- шкала деления разбита явно не в соответствии с характером всей шкалы.
Выбор метода проверки.
Выбор метода проверки производится в зависимости от типа, характера конструкции прибора различными способами: сличают показания поверяемого прибора с показаниями образцового прибора при измерении одной и той же величины либо измеряют отдельные параметры данного прибора, определяющие правильность его работы.
Погрешность приборов классов 0,05 – 0,5, пригодных для постоянного тока, проверяют компенсационным методом на постоянном токе.
Погрешность приборов класса 0,1 – 0,5, пригодного для постоянного и переменного тока, производится на постоянном токе компенсационным, а на переменном токе – термоэлектрическим методом.
Погрешность приборов классов 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 определяют методом счисления с образцовыми приборами непосредственной оценки или любым более точным методом.
Допускается также поверка всех приборов класса 0,5 методом счисления с образцовым прибором класса 0,1. Поверка рабочих приборов класса 0,5 может производиться методом сличения с образцовым прибором класса 0,2 с длиной шкалы не менее 300 мм при условии введения поправок к показаниям последних.
При выборе образцовых приборов необходимо учитывать ряд общих требований, выполнение которых имеет существенное значение для обеспечения правильности результатов, он должен быть более точным, чем проверяемый. Допускаемая погрешность образцового прибора в том случае, когда поправки к его показаниям не учитываются, должна быть по крайней мере в 5 раз меньше допускаемой погрешности проверяемого прибора.
Возможно применение образцовых приборов с допускаемой погрешностью в 2,5 раза меньше основной погрешности проверяемого прибора. При этом необходимо введение поправок к показаниям образцового прибора во всех случаях, когда погрешности поверяемого прибора отличаются от допускаемых на величину, близкую к допускаемой погрешности образцового прибора.
Применять образцовые приборы с большой допускаемой погрешностью нельзя.
При проверке амперметров и вольтметров методом сличения в качестве образцовых следует применять приборы с допускаемой погрешностью, не превышающей указанной нами. Во всех случаях класс образцового прибора должен быть не ниже определенных значений (табл. 3.2).
|
Класс поверяемого прибора |
Класс образцового прибора |
|
|
без введения поправок |
с введением поправок |
|
|
0,5 1,0 1,5 2,5 4,0 |
0,1 0,2 0,2 0,5 0,5 |
0,2 - 0,5 1,0 1,0 |
Применение приборов классов 1,0 и 1,5 в качестве образцовых допущено в виде исключения при поверке приборов на переменном токе повышенной частоты и приборов с малыми пределами измерения.
Поверка амперметров, вольтметров, ваттметров методом счисления проводится, как правило, на переменном токе. На постоянном токе поверяют приборы, предназначенные только для постоянного тока или для постоянного и переменного тока, если отсутствуют соответствующие образцовые приборы переменного тока.
При поверке приборов магнитоэлектрической системы на постоянном токе в качестве образцовых должны применяться приборы этой же системы, при поверке двух других систем и приборы электродинамической или электромагнитной систем.
Допускается применение приборов магнитоэлектрической системы в качестве образцовых для поверки приборов других систем, если источником питания являются аккумуляторные или гальванические батареи.
В качестве образцовых приборов, применяемых для поверки методом сличения, нужно выбирать такие приборы, вариация показаний которых не превышает половины допускаемой погрешности.
Конечные значения шкал образцовых приборов и проверяемых приборов должны отличаться не более, чем на 25%. Если отсутствуют образцовые приборы с соответствующим пределом измерения, может быть выбран прибор с более высоким пределом измерения, но по своему классу он должен быть более точным.
Частота переменного тока при поверке должна равняться указанной на приборе; при отсутствии этого указания поверка проводится при частоте 50 Гц. Если на шкале указан диапазон частот, то определить основную погрешность можно при любой частоте этого диапазона.
Щитовые приборы должны поверяться после нахождения их под номинальной нагрузки в течении 15 мин.
Приборы, предназначенные для кратковременной или повторно-кратковременной работы, поверяются без предварительного прогрева сразу после включения.
Поверка показаний прибора.
При поверке измерительных приборов выявляются степень точности их показаний. Неточное показания дают неправильное представление измеряемой величине, а следовательно, о характере работы той или иной электрической установки. Высокая точность соответствует малой погрешности измерений. Определение погрешностей прибора является основной операцией процесса поверки. Погрешности имеют следующую классификацию:
- абсолютная погрешность Δ определяется как разность между показанием хn прибора и действительным значением х измеряемой величины: Δ=xn-x
- относительная погрешность δ – это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:
- приведенная погрешность
измеряется как отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению хN: 
Погрешности определяют при подводе стрелки в каждой поверяемой отметке со стороны больших значений (поверка «вниз по шкале»); при подводе стрелки к каждой поверяемой отметке со стороны меньших значений (поверка «вверх по шкале»).
Погрешности приборов определяют по каждому из двух измерений. Ни одно из значений погрешности , полученное таким образом, не должно превосходить величины допускаемой погрешности для прибора данного класса точности.
Приборы электромагнитной и электродинамической систем без защиты от влияния внешних магнитных полей классов 0,2 – 0,5 поверяют на двух направлениях тока в приборе, причем при каждом направлении проводят поверку вверх и вниз по шкале (всего 4 раза).
Вычислять два ряда погрешностей:
1) для двух поверок «вниз по шкале», где для каждой отметки берется среднее арифметическое из двух значений, полученных при разных направлениях тока в приборе;
2) для двух поверок «вверх по шкале». Для каждой отметки берется среднее арифметическое из двух значений, полученных при разных направлениях тока в приборе.
Ни одно из значений этих двух рядов погрешностей не должно превышать допускаемой погрешности. Поправки определяют для каждой отметки по среднему арифметическому из четырех значений, указанных в предыдущем пункте.
Для приборов магнитоэлектрической системы изменения направления тока, служащее для исключения внешних магнитных полей, заменяется изменением положения приборов путем поворота его на 180º в горизонтальной плоскости.
При поверке приборов класса 0,5 на постоянном токе методом счисления перемена направления тока производится одновременно как для поверяемого, так и для образцового прибора. Вариация определяется как разность действительных значений измеряемой величины при одном и том же показании прибора или как разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемой величины, в том и другом случае при неизменной полярности. Вариация определяется по результатом основной погрешности. Основная погрешность вычисляется для каждой числовой отметки шкалы поверяемого прибора.
При определении основной погрешности, вариации и невозвращения указателя к нулевой отметки шкалы должны соблюдаться следующие условия:
- все влияющие величины имеют номинальные значения;
- приборы переменного тока, имеющие номинальную область частот, поверяются при двух значениях частоты ƒ1 и ƒ2, причем
, где ƒН, ƒК – нижняя и верхняя границы номинальной области частот;
- прибор устанавливается в рабочее положение; если рабочее положение не указано, переносные приборы поверяются при горизонтальном положении, а щитовые – при вертикальном;
- указатель прибора, установленный корректором до предварительного нагрева (если таковой предусмотрен), не должен во время поверки вновь устанавливаться на эту отметку. Приборы, снабженные регулировочными приспособлениями, предварительно регулируется в соответствии с правилами пользования;
- приборы градуированные с калиброванными проводами, поверяются совместно с последними: приборы, градуированные с определенным сопротивлением соединительных проводов, поверяются совместно с замещающим сопротивлением, равным указанному на шкале прибора.
При поверке приборов определяют:
- абсолютную погрешность Δ;
- относительную погрешность δ;
- приведенную погрешность γ;
- вариацию показаний ξ определяемую по формуле
, где П - показание поверяемого прибора; Хn- показание образцового прибора; х- номинальное значение прибора; хв и хн -показания образцового прибора при возрастании и убывании измеряемой величины соответственно.
Основная приведенная погрешность на всех отметках шкалы не должна превышать класса точности приборов.
Вариация показаний не должна превышать абсолютного значения допустимой основной погрешности. Приборы с погрешностью, превышающей допустимую, к эксплуатации не допускаются. Ремонт и поверка таких приборов должны быть произведены в условиях специализированной лаборатории.
Особенности поверки цифровых приборов.
Отличительными свойствами цифровых приборов по сравнению с аналоговыми является наличие в них процесса квантования измеряемой величины, сопровождающегося возникновением погрешности квантования (или погрешность дискретности).
Эта погрешность методическая, относится к разряду случайных величин и распределена в некоторых границах равномерно. Границы погрешности квантования определяются принципом действия прибора, выбранным диапазоном и количеством разрядов принятого кода. Иными словами, значение погрешности квантования является заранее известным для данного типа приборов, и его определение при любой поверке не требуется. Но погрешность квантования входит в состав общей погрешности, которая и будет определяться при поверке по следующей формуле:
ΔП= ΔН+ Δq
где ΔН- инструментальная погрешность прибора, Δq- погрешность квантования.
Реально инструментальная погрешность определяется по формуле
ΔН=М(ΔН)+ΔН
где М(ΔН) и ΔН, соответственно, систематическая и случайная составляющие.
Таким - образом, методика определения погрешности цифрового прибора зависит от соотношения систематической к случайной составляющих инструментальной погрешности и погрешности квантования.
Соотношение устанавливают либо на основании технической документации, либо экспериментально. В другом случае поверяемый прибор подключают к источнику сигнала или мере. Если при регулировке входного сигнала (или меры) удается установить такое значение, при котором не наблюдается изменений показаний в младшем разряде, то случайная погрешность прибора мала. Если же это условие невозможно выполнить, то случайная погрешность соизмерима с систематической. В первом случае при определении погрешности достаточно производить один отсчет для каждой поверяемом точки, во втором - для каждой точки производят десять отсчетов.
| 3. Средства измерений электрических велечин< Предыдущая | Следующая >3.2. Аналоговые электромеханические приборы для измерения токов и напряжений |
|---|