Mетрологічні характеристики електровимірювальних приладів

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА №1

МЕТА РОБОТИ – привити навички визначення та використання метрологічних характеристик (МХ) електровимірювальних приладів для оцінки їх показів та інструментальних похибок.

В наслідок виконання лабораторної роботи студент повинен:

- знати:перелік, визначення та умовні позначення МХ електровимірювальних приладів;

- вміти: використовувати МХ для визначення показів та інструментальних похибок

приладів.

ОСНОВНІ ПОЛОЖЕННЯ

Готуючись до лабораторної роботи необхідно уважно ознайомитись з класифікацією засобів вимірювань [І, с. 44-47], а також вивчити розділ «Характеристики засобів вимірювань» [І, с. 51-61].

Найбільш важливі метрологічні характеристики, необхідні для визначення похибки приладу, як правило, нормують, тобто встановлюють границі, за межі яких похибка не повинна виходити в процесі експлуатації приладу. До числа таких характеристик входить границя основної допустимої похибки. Її встановлюють у формі абсолютної , відносної або зведеної (приведеної) (див. табл. 0.1)

Таблиця 1.1 Форма представлення границі основної допустимої похибки

Абсолютна (в іменованих одиницях)	Відносна, %	Зведена, %
= ± α = ±(α + b× А)	(1) (2)	(3)

Тут: А - показ приладу;

А_max - верхня межа діапазону вимірювань;

А_н - нормоване значення, що обирається залежно від вигляду шкали приладу;

α, b - позитивні числа, що не залежать від значення вимірюваної величини;

q, c, d, p - позитивні числа, які встановлюють з ряду 1 1,5 2 2,5 4 5 6 (n = 1; 0; -1; -2 і т.д.)

Межа основної допустимої похибки електровимірювальних приладів, що надана у формі зведеної або відносної похибок, відповідає класу точності приладу.

Використовуючи клас точності приладу, можна визначити основну похибку приладу у нормальних умовах експлуатації.

Найбільші завади викликає оцінка межі основної абсолютної похибки для приладів з істотно нерівнмірною шкалою, нормоване значення яких дорівнює довжині L_ш шкали приладу (омметри, фазометри). Похибка , розрахована за допомогою залежності (3) (див. табл. 0.1), буде мати вираз в міліметрах (одиницях довжини). Якщо показ приладу отримано в точці А шкали, то для перекладу значення межі допустимої

похибки в одиниці вимірюваної величини необхідно скористатися чутливістю приладу, тобто

= / = ± p∙ /(100∙ )

де - чутливість у точці А шкали приладу.

Чутливість визначають як середньоарифметичне значення чутливості ліворуч і чутливості праворуч від точки А. Кожна із цих чутливостей дорівнює відношенню довжини ділянки шкали, що відповідає різниці змін значення вимірюваної величини ліворуч і праворуч від точки А до цих різниць змін, відповідно.

Умовні позначки, що забезпечують необхідну інформацію про експлуатаційні та метрологічні характеристики приладів, установлені відповідними стандартами та технічними паспортами приладів (див. Додаток А).

При зовнішньому огляді приладу рекомендується з'ясувати: призначення; вимірювану (і) величину (и); діапазон показань і діапазон вимірювань; рід струму; клас точності; постійну або ціну поділки приладу; тип приладу; досліджена напруга ізоляції вимірювального ланцюга щодо корпусу; нормальне положення приладу; категорію захищеності приладу від впливу зовнішнього магнітного (або електричного) поля; номінальну частоту (або нормальний частотний діапазон) приладу; номер ДСТУ або іншої нормативно-технічної документації, вимогам яких відповідає даний прилад; номер і рік випуску приладу.

ДОМАШНЄ ЗАВДАННЯ

1. Опрацювати матеріал, приведений в попередньому підрозділі, та підготувати бланк звіту до лабораторної роботи.

2. Підготуватися до відповіді на контрольні питання до лабораторної роботи.

ЛАБОРАТОРНЕ ЗАВДАННЯ

1. Ознайомитись з приладами на стенді, який буде визначений керівником роботи.

2. Привести в таблиці характеристики засобів вимірювань, які розміщені на стенді

3. Привести письмовий опис характеристик приладів, перелік яких визначається

керівником роботи.

4. Визначити чутливість приладу з неравномірною шкалою в 4-5 оцифрованих

точках з числовими значенями, використовуючи транспортир і гнучку

лінійку. Результати представити в табличній та графічній формах.

5. Оцінити границі основних інструментальних похибок приладів, призначених керівником,

в абсолютній та відносній формах і представити їх в графічній та табличній формах.

Таблиця 1.1 Результати розрахунку похибок приладу № __

	0,2 A_max	0,4A_max	0,6 A_max	0,8 A_max	1,0 A_max
Показ приладу
Абсолютна похибка
Відносна похибка

2.5. Записати згідно встановленій стандартом формі результати вимірюваня,

виконаних в нормальних умовах (по вказівкі керівника).

2.6. Зробити висновки щодо характеру зміни абсолютної та відносної похибок

приладів в діапазоні показу.

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

1. Приведіть перелік метрологічних характеристик електромеханічних вимірювальних приладів.

2. Чим відрізняється діапазон вимірювань від діапазону показу?

3. Як визначити частотний діапазон вимірювального приладу змінного струму?

4. Дайте визначення абсолютній та відносній похибкам приладу.

5. Яку величину слід вважати інформативною чи неінформативною для конкретного приладу?

6. Приведіть перелік вимог ДСТУ відносно представлення результату вимірювань.

7. Що таке чутливість приладу та як її визначити для приладів з а) рівномірною та б) нерівномірною шкалами?

8. Приведіть визначення характеристики – клас точності приладу.

Додаток 1

Перелік умовних позначень, які наносяться на електровимірювальні прилади

та допоміжні частини

Позначення, які наносяться на кожний прилад:

– одиниці вимірюваємої величини (для приладів з іменованою шкалою) або найменування приладу;

– номінальні значення вимірюваемої величини:

– клас точності;

– рід струму та число фаз,

– система приладу та допоміжної частини, з якою прилад градуювався;

– ступені захисту від впливу магнітних та електричних полів;

– робоче положення приладу (якщо воно має значення);

– випробувальна напруга ізоляції вимірювального кола відносно корпуса;

– номер групи, до якої відноситься прилад по кліматичним та механічним умовам;

– тип приладу, рік випуску та заводський номер.

Крім цього, прилади та допоміжні частини мають позначення:

- номінальні частоти (якщо вони відрізняються від 50 Hz) або нормальні (підкреслено) та робочі області

частот;

– номінальні струм, напруга та коефіцієнт потужності (для окремих груп приладів);

– номінальні характеристики масштабових вимірювальних перетворювачів.

Для переносних приладів класу точності 0.05-0.5 вказують:

– значення активного опору та індуктивності (для амперметрів змінного струму);

– падіння напруги (на амперметрах постійного струму);

– струм повного відхілення вказівника вольтметра.

Позначення приведені в табл. 1.1 та 1.2.

Зразок письмового опису характеристик приладу, а також представлення їх у вигляді таблиці приведено в дод. 2.

Додаток 2

Зразок письмового та табличного опису характеристик приладу

Амперметр класу точності 0.5; номінальні значення струму 5 та 10 А; використовується в колах постійного та змінного струмів, частотні діапазони: нормальний (45-55) Нz, робочий (55-1500) Нz, прилад електромагнітної системи; робоче положення горизонтальне; випробувальна напруга ізоляції вимірювального кола відносно корпусу 2 kV; параметри вимірювального кола для границі вимірювань 5 А – активний опір 0.01 Ω та індуктивність 0.003 mH, для границі вимірювань 10 А - активний опір 0.004 Ω та індуктивність 0.001 mН. Тип приладу Э59, рік випуску – 1965, заводський номер 45838. Прилад відповідає ГОСТ 8711-60.

Умовні позначення, які наносяться на електровимірювальні прилади та допоміжні частини

(ГОСТ 23217-78 та СТ СЭВ 1052-78)

Таблиця 1.1*

Примітка. * Перелік позначок приведено на мові оригіналу.

Таблиця 1.2 - Значення кліматичних впливових величин для робочих умов

застосування приладів різних груп (по ГОСТ 22261-76)

Міністерство освіти і науки України

Одеський національний політехнічний університет

Кафедра теоретичних основ та загальної електротехніки

ЗВІТ

з лабораторної роботи №3

«Повірка вольтметра методом порівняння»

Виконав студент_________________________________

групи____________факультета_____________________

бригада №

спільно зі студентами___________________________

___________________________

Дата ___ ________ 2011 г

Оцінка_____ Керівник_________________________

Одеса

1 Ціль роботи

Перевірка електромеханічних приладів за допомогою потенціометра постійного струму.

2 Задачі роботи

2.1 Внести характеристики використовуваних засобів вимірювань в протокол перевірки.

2.2 Повірити міліамперметр за допомогою потенціометра постійного струму і образцової котушки опору. Скласти протокол повірки.

2.3 Виміряти опір міліамперметра та розрахувати опор додаткового резистора для змінення напруги. Межа вимірів міліамперметра і максимальне значення вимірюваної напруги вказується керівником.

2.4 Присвоїти клас точності складовому засобу вимірювання напруги (вольтметру).

2.5 Повірити вольтметр. Результат повірки оформити протоколом.

3 Домашнє завдання

3.1 Залежність ЕДС насиченого нормального елемента від температури виражається формулою.

4 Методика виконання вимірювань

По п. 2.2 Схема повірки міліамперметра приведена на рис.1. Повіряємий прилад: міліамперметр, клас точності 1.0, верхні межі вимірювання: 15, 30, 75, 150 mA.

Рис.1. Схема повірки міліамперметра

Образцові засоби вимірювання (потенціометр ППТ і резистор ) вибирається так, щоб похибка вимірювання дійсного значення струму не перевищувала 0.25 межевого значення похибки повіряємого міліамперметра, тобто: