Меню

Поверка приборов для измерения напряжения



Всё о поверке и калибровке средств измерений

Все средства измерения (СИ), счетчики и датчики, используемые в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерения, должны отвечать определенным требованиям и нормам в области точности получаемых с их помощью данных. С целью обеспечения точности получаемой информации и своевременного выявления различных неисправностей и отклонений в измерениях все они подвергаются регулярной поверке – в соответствии со статьей 13-ой Закона № 102 РФ «Об обепечении единства измерений».

Поверкой называется комплекс мероприятий, осуществляемых для определения соответствия прибора (средства измерения) заявленным метрологическим требованиям и нормам.

Какие виды поверок бывают

В зависимости от целей поверка может быть:

  • первичной. Проводится сразу перед вводом в эксплуатацию или после ремонта средства измерения;
  • периодической. Осуществляется через определенные промежутки времени, установленные нормативными и законодательными актами для тех или иных измерительных приборов;
  • внеочередной. Проводится в период между сроками периодической поверки в силу различных обстоятельств;
  • инспекционной. Осуществляется органами государственной метрологической службы при проведении плановых или внеплановых инспекционных мероприятий;
  • экспертной. Осуществляется с целью решения различных споров, возникающих между хозяйствующими субъектами, метрологическими службами, пользователями СИ относительно эксплуатационной пригодности приборов измерения.

Первичная поверка.

Является обязательно для ввода в эксплуатацию любого измерительного прибора, если это предусмотрено законодательством и метрологическими нормами РФ. Для экономической целесообразности первичную поверку в подавляющем большинстве случаев осуществляют параллельно с приемочными испытаниями или сразу после них – до установки средств измерения в местах их эксплуатации. С целью обеспечения высокого качества поверки испытаниям подвергается каждый экземпляр, но в некоторых случаях, когда это обосновано экономическими соображениями, логистической составляющей и/или конструктивными особенностями прибора, поверка может осуществляться выборочно. Также первичные поверочные испытания (особенно в случае приборов сложной конструкции) могут проводиться поэтапно – первая часть в процессе сдачи-приемки, вторая – после монтажа и запуска приборов по месту их эксплуатации.

Первичной поверке подлежат все ввозимые из-за границы средства метрологического контроля и измерительные приборы, даже если они проходили аналогичные испытания под надзором соответствующих служб в стране-изготовителе. Исключение составляют государства, с которыми Госстандарт РФ заключил международные соглашения и договора о признании результатов поверки, проведенных в стране-изготовителе, но только в случае наличия сопроводительных документов, подтверждающих проведение поверки поверочного клейма на самих средствах измерения. Подобные соглашения у России подписаны со странами-партнерами по СНГ.

Первичная поверка осуществляется органами Государственной метрологической службы (ГМС) в условиях специализированных поверочных пунктов. Организация пунктов и самих поверочных работ на них рекомендовано МИ 1837-93 «ГСИ. Типовое положение о контрольно-поверочном пункте территориального органа Госстандарта России».

Периодическая поверка.

Ей подлежат все средства измерения, как находящиеся в экспулатации, так и — на хранении. Для каждой категории приборов устанавливается свой срок периодичности проверки – межпроверочный интервал (МПИ) – который определяется согласно нормативным требованиям МИ 1872-81 и РМГ 74-2004. Периодически МПИ подвергаются корректировке и изменению, что может быть связано как с экономической целесообразностью, так и с новыми обстоятельствами, выясненными в результате эксплуатации тех или иных средств измерения. С одной стороны увеличения межпроверочного интервала позволяет сократить затраты на осуществление поверочной деятельности, с другой – при этом возрастает риск эксплуатации неисправных СИ и приборов с недопустимой погрешностью. Оптимизацией и корректировкой сроков МПИ занимаются органы ГМС РФ в обязательном порядке согласуя изменения органами Ростехрегулирования.

Периодическая поверка обычно проводится на территории пользователя СИ или на участке компании, аккредитованной метрологическими органами на проведение поверки. Если правила проведения поверки требуют при этом наличия стационарных испытательных пунктов или метрологических эталонов, закон обязывает юридические и физические лица, эксплуатирующие измерительные приборы иметь все необходимое для поверки оборудование. При проведении органами ГМС поверки на местах, владельцы СИ обязаны:

  • Обеспечить доставку измерительных приборов к месту проведения поверки;
  • Выделить при необходимости помещение и персонал для помощи в проведении поверки;
  • Обеспечить надлежащее хранение измерительных эталонов и другого оборудования органов ГМС;
  • В случае использования органами ГМС передвижной лаборатории, обеспечить ее полноценную работу с подключением к инженерным коммуникациям.

Периодической поверке могут не подвергаться средства измерения, находящиеся на длительном хранении (при условии их консервации). Некоторые сложные многоступенчатые и комбинированные измерительные приборы допускается подвергать частичной поверке при наличии соответствующих нормативных документов и по решению главного метролога с соответствующей записью в отчетной документации.

Внеочередная поверка.

Обычно ее необходимость обуславливается нарушениями в процессе эксплуатации средств измерения, например, падением, превышением допустимых пределов измерения, критическими условиями окружающей среды. Также поверка рекомендована перед вводом в эксплуатацию измерительных приборов, которые ранее находились на складе в законсервированном состоянии, или приборов после длительной транспортировки. Причиной для внеочередной поверки может стать нарушение поверочного клейма или утеря документации на прибор. Кроме того, она может назначаться для корректировки межповерочных интервалов или для контроля результатов периодической поверки.

Инспекционная поверка.

Проводится в полном или частичном объеме при осуществлении государственного метрологического контроля и надзора для оптимизации межповерочных интервалов, проверки правильности эксплуатации приборов и действий органов ГМС. Инспекционная поверка проводится в обязательном присутствии представителей проверяемого юридического или физического лица. Результаты поверки вносятся в специальный протокол и заверяются ее участниками и представителем.

Читайте также:  Что показывают числа при измерении давления

Экспертная поверка.

Осуществляется органами ГМС по письменному требованию суда, прокуратуры, представителей и органов исполнительной власти в случае возникновения споров в отношении исправности и норм эксплуатации различных измерительных приборов. Для проведения экспертной поверки необходимо ее обоснование с указанием предмета поверки, причины и целей мероприятия. По результатам поверки составляется письменное заключение в двух экземплярах, один из которых направляется заявителю, а второй сохраняется в архиве органов ГМС.

Нормативные документы для проведения поверки

Правила и порядок проведения поверки любого типа регламентируется соответствующими документами, которые регламентируются РМГ 51-2002 ГСИ. Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения». Методики проверки могут основываться как уже на существующих нормативных актах или аналогичных документах для аналогичных поверок, осуществляемых ранее, или разрабатываться на основе эксплуатационной документации завода-изготовителя, а также представлять собой отдельный раздел в инструкции по эксплуатации. Но вне зависимости от своего вида документ с описанием методики поверки, норм и правил ее проведения должен утверждаться соответствующими органами – метрологическими институтами (ГНМЦ).

По результатам поверки также оформляется документация, объем и содержание которой строго регламентируется соответствующими нормативными документами. Средство измерения при этом снабжается поверочным клеймом, подтверждающим тот факт, что оно соответствует законодательству и метрологическим требованиям РФ и может эксплуатироваться в местах установки до проведения очередной периодической поверки. Кроме того, поверительное клеймо устанавливается таким образом, чтобы исключить доступ к внутренним датчикам и механизмам прибора с целью вмешательства в его работу. В некоторых случаях поверительное клеймо особого типа устанавливается на неисправные приборы для предотвращения случаев их использования, когда они служат доказательствами в суде, в ходе расследования различных преступлений и т.д. Виды и области использования поверительных клейм регламентируются ПР 50.2.007-2002 «ГСИ. Поверительные клейма».

Гарантии достоверности результатов поверки

Главное требование, предъявляемое к поверке любого типа, — точность измерений. К сожалению, в силу различных обстоятельств результаты поверки всегда имеют определенную погрешность. Она всегда превышает и допустимую погрешность эталонных средств измерения, и погрешность самой методики измерения, так как является суммой их обоих. Погрешность поверочных изменений может стать причиной ошибок двух типов, когда средства измерения с превышающей допустимую погрешностью признаются годными (необнаруженный брак) и когда признаются негодными и справные приборы (фиктивный брак). И та, и другая категория брака одинаково опасны и могут иметь неприятные последствия, как для пользователей СИ, так и для предприятий их выпускающих.

С целью уменьшения брака поверки вводится контрольный допуск (допустимая погрешность) поверки, с которым сравниваются результаты проведенных испытаний. Для установки допустимой погрешности поверки рекомендуется использовать нормативно-технические документы МИ 187-86 «ГСИ. Критерии достоверности и параметры методик поверки» и МИ 188-86 «ГСИ. Установление значений параметров методик поверки» и изложенные в них способы расчета допустимой погрешности. При определении критериев и методик поверки и уровня ее достоверности необходимо учитывать ряд факторов, специфических для каждой группы средств измерения.

Свидетельство о поверке и поверительное клеймо

После процесса проведения поверки СИ в поверительном органе выписывается свидетельство о поверке или наносится поверительный знак (клеймо). На средстве измерений (приборе) должно предусматриваться место для нанесения поверочного клейма. Но если конструктивно это сделать не возможно, то поверительное клемо ставят на выписанное свидетельство о поверке. по просьбе заказчика поверки, поверительный орган может выписать протокол поверки СИ.

Как выглядит свидетельство о поверке и поверительное клеймо

Что такое калибровка средств измерения

Не следует путать с поверкой калибровку средств измерения. Хотя обе процедуры осуществляются по схожим (или одинаковым) схемам и методикам, они имеют существенное различие.

  1. Во-первых, калибровка в отличие от поверки любого вида не является обязательной процедурой. Она осуществляется компанией-изготовителем СИ или юридическими и частными лицами, эксплуатирующими их в добровольном порядке.
  2. Во-вторых, калибровочные испытания носят, скорее, исследовательский характер, так как их результатом является определение действительных значений характеристик метрологического плана.
  3. В-третьих, при калибровке зачастую определяется погрешность прибора только в определенном диапазоне измерений и при определенных условиях, которые часто отличаются от тех, что установлены нормами проведения поверки.

По результатам калибровки на приборе устанавливается соответствующее клеймо, а в паспорт СИ заносится соответствующая запись, подтверждающая проведение калибровки в определенных условиях.

Калибровку, хоть она и является необязательной процедурой, рекомендуется проводить для всех приборов, эксплуатируемых в сложных условиях, так как их показатели при этом могут существенно отличаться от поверочных. Калибровка помогает повысить точность измерений на всем диапазоне допустимых значения или только на их части – в зависимости от условий эксплуатации конкретного прибора.

Если прибор по результатам поверки признанан непригодным к применению, оттиск поверительного клейма и (или) «Свидетельство о поверке» аннулируется и выписывается «Извещение о непригодности» установленной формы или делаются соответствующие записи в технической документации.

Источник

Поверка электроизмерительных приборов

Поверкой средств измерений называют определение погрешности приборов, а также целый комплекс операций, направленный на определение состояния средства измерения. Целью поверки является определение возможности дальнейшей эксплуатации средства измерения.

Читайте также:  Метрики измерения эффективности проекта

В большинстве случаев определение погрешности производится методом сличения показаний поверяемого прибора с показаниями образцового. Во всех случаях меры, преобразователи и приборы, имеющие более высокий класс точности, являются образцовыми, для устройств с более низким классом точности.

Есть ряд мероприятий, который выполняется при поверке для средств измерений любого исполнения.

Последовательность операций при поверке электроизмерительного прибора:

1. Внешний осмотр преследует две основные цели: определение требований предъявляемых к прибору и выявление механических дефектов, которые могут привести к искажению измерительной информации или выходу его из строя.

По условным обозначениям, нанесенным на шкалах приборов, можно определить требования к их эксплуатации, например его нормальное положение при работе, номинальное напряжение и ток, схему подключения в цепь. Полученная информация используется при поверке.

При осмотре обращают внимание на наличие трещин в корпусе и на лицевой стороне прибора, состояние штепсельных разъемов и контактной системы. Все детали внутри должны быть посажены на место, под стеклом не должно быть посторонних предметов. Корректор должен позволять перемещать стрелку на 5% длины шкалы в любую сторону, а также устанавливать стрелку на ноль.

Если совместно с прибором используются масштабные преобразователи, последние должны быть также осмотрены, их класс точности должен быть выше, чем у поверяемого прибора.

При выявлении вышеуказанных дефектов прибор не допускается к дальнейшей эксплуатации.

2. 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.

3.Определение погрешностей прибора. При поверке измерительных приборов выявляются степень точности их показаний. Неточное показания дают неправильное представление об измеряемой величине, а, следовательно, и 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, определяется как разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины;

— относительная погрешность – это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины;

— приведенная погрешность измеряется как отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению.

Основная приведенная погрешность на всех отметках шкалы не должна превышать класса точности приборов.

Приборы с погрешностью, превышающей допустимую, к эксплуатации не допускаются.

РАЗДЕЛ 2. ПРИБОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ СТАНДАРТНЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ СИГНАЛОВ

Тема 2.1. Генераторы сигналов низкой частоты

Для радиотехнических и электротехнических измерений характерны особенности: широкий диапазон частот, многообразие форм сигналов и видов модуляции.

Генератор сигналов — это устройство, позволяющее получать сигнал определённой природы (электрический, акустический или другой), имеющий заданные характеристики (форму, энергетические или статистические характеристики и т. д.). Генераторы широко используются для преобразования сигналов, для измерений и в других областях. Состоит из источника (устройства с самовозбуждением, например усилителя охваченного цепью положительной обратной связи) и формирователя (например, электрического фильтра).

В радиотехнике и электронике генератор используется для получения сигнала с заданными параметрами статических и энергетических показателей, а также – применяется для преобразования сигналов различной природы и измерения их качественных характеристик.

1. По форме сигнала:

— Г2 — шумовых сигналов;

— Г3 — синусоидальных низкочастотных (НЧ) сигналов;

— Г4 — синусоидальных высокочастотных (ВЧ) сигналов;

— Г5 — импульсных сигналов;

— Г6 — сигналов специальной формы.

— НЧ (20 Гц — 200 кГц);

— ВЧ (200 кГц — 300 МГц);

— сверхвысокочастотных (СВЧ) (выше 300 МГц);

— с коаксиальным выходом на частотах 300 МГц — 1 ГГц;

— с волновым выходом на частотах более 10 ГГц.

3. По виду модуляции:

Стандартный генератор сигналов состоит из двух составных частей — источника и формирователя. Источник производит сигнал, тогда как формирователь изменяет его, с целью получения заданных параметров: усиливает, уменьшает, меняет частоту.

Генераторы низких, высоких и сверхвысоких частот являются источниками гармонического сигнала.

Низкочастотные генераторы.

Низкочастотные генераторы, или генераторы низких частот (ГНЧ), являются источниками синусоидального сигнала в разных диапазонах частот: F 200 кГц. В приборах некоторых типов наряду с синусоидальным сигналом вырабатывается сигнал, называемый меандром.

Читайте также:  Приборы измерения уровня тесты

Рис. 2.1. Структурная схема аналогового ГНЧ

ГНЧ применяются для всестороннего исследования трактов радиоприемных устройств, для питания мостов переменного тока и пр.

Задающий генератор определяет форму и все частотные параметры сигнала: диапазон частот, погрешность установки частоты, нестабильность частоты, коэффициент нелинейных искажений.

Если на лицевой панели прибора форма сигнала не указана, то она всегда синусоидальная. В качестве задающего используются генераторы типа RC, колебательная система которых состоит из фазирующих RC — цепей. Весь частотный диапазон генератора поделен на 3—4 поддиапазона. Каждому поддиапазону соответствует определенное значение сопротивления резистора (рис. 2.2), что позволяет изменять частоту дискретно.

Рис. 2.2. Принцип установки частоты задающего генератора

Плавная установка частоты осуществляется конденсатором переменной емкости, который обслуживает все поддиапазоны. Задающие генераторы типа RC просты, дешевы, имеют малый коэффициент нелинейных искажений и малые массогабаритные размеры.

Формула частоты колебаний генератора типа RC:

. (2.1)

В некоторых ГНЧ дискретное регулирование частоты осуществляется не резистором, а конденсатором. Тогда плавная установка частоты обеспечивается переменным резистором-потенциометром. Усилитель ослабляет влияние последующих блоков на задающий генератор, делая его частотные параметры более качественными, обеспечивает усиление сигнала по напряжению (мощности) и позволяет плавно изменять напряжение на выходе.

Согласующий трансформатор предназначен для ступенчатого согласования выходного сопротивления генератора с сопротивлением подключаемой нагрузки.

Наличие у трансформатора средней точки (с.т.) позволяет получать два одинаковых по значению, но противоположных по фазе выходных напряжения (рис. 2.3).

Рис. 2.3. Электрическая принципиальная схема согласующего трансформатора со средней точкой

Выходной согласующий трансформатор используется в генераторах с повышенным уровнем выходной мощности. У большинства низкочастотных генераторов выходной трансформатор отсутствует.

Переключатель нагрузки обеспечивает согласование выходного сопротивления Двых генератора с сопротивлением нагрузки Rn. Если не выполняется согласование, то напряжение на выходе не соответствует установленному по индикатору генератора, генератор даже может выйти из строя. Наиболее распространенными значениями Двых являются 5, 50, 600 и 6000 Ом. Для согласования сопротивлений по выходу 1 в комплекте с прибором поставляется специальная нагрузка 50 Ом с кабелем.

Контроль выходного напряжения обеспечивается электронным вольтметром типа У—Д либо электромеханическим вольтметром выпрямительной системы. Индикатор выходного напряжения всегда показывает среднеквадратичное значение синусоидального сигнала.

Аттенюатор обеспечивает получение на выходе разных по значению напряжений, изменяющихся дискретно. При этом входное и выходное сопротивления аттенюатора не меняются и согласование не нарушается. Иногда ослабление указывается не в вольтах, а в децибелах.

Ослабление, вносимое аттенюатором, рассчитывается по формуле:

, (2.2)

где Uвх (B) — напряжение на входе аттенюатора; Uвых(B) — напряжение на выходе аттенюатора.

Рассмотрим два примера.

Пример 1. Определить напряжение на выходе генератора в вольтах, если на входе оно составляет 1 В, а на выходе U = 60 дБ. На основании формулы запишем:

Пример 2. Определить значение затухания, вносимого аттенюатором генератора, если напряжение на его входе составляет 1 В, а на выходе 100 мВ.

На основании формулы запишем

.

Цифровые ГНЧ.

Цифровые ГНЧ по сравнению с аналоговыми имеют более качественные метрологические характеристики: меньшую погрешность установки и нестабильности частоты, меньший коэффициент нелинейных искажений, стабильность уровня выходного сигнала.

Такие генераторы получают все большее распространение по сравнению с аналоговыми за счет более высокого быстродействия, упрощения установки частоты, исключения субъективной ошибки в задании параметров выходного сигнала. Благодаря встроенному микропроцессору в цифровых ГНЧ можно по заданной программе автоматически перестраивать частоту сигнала.

Работа цифровых ГНЧ основана на принципе формирования числового кода с последующим преобразованием его в аналоговый гармонический сигнал, который аппроксимируется функцией, моделируемой с помощью цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Структурная схема цифрового ГНЧ представлена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Структурная схема цифрового ГНЧ

Задающий генератор импульсов с кварцевой стабилизацией частоты вырабатывает короткие импульсы в периодической последовательности, которые поступают на делитель частоты. На выходе делителя частоты с регулируемым коэффициентом деления образуется последовательность импульсов с заданным периодом следования, определяющим шаг дискретизации.

Счетчик подсчитывает поступающие на него импульсы, кодовая комбинация накопленных в счетчике импульсов подается в цифро–аналоговый преобразователь, который вырабатывает соответствующее напряжение. После переполнения счетчик обнуляется и готов к началу формирования следующего периода.

Тема 2.2. Генераторы сигналов высокой частоты

Высокочастотные и сверхвысокочастотные генераторы, или генераторы высоких и сверхвысоких частот (ГВЧ и ГСВЧ), являются источниками синусоидального и не менее одного модулированного по какому-либо параметру сигналов (амплитудно-модулированного —АМ-сигнал, частотно-модулированного — ЧМ-сигнал) с известными параметрами. Форма сигналов на выходе ГВЧ представлена на рис. 2.5.

Рис. 6.5. Синусоидальный (а) и амплитудно — модулированный (б) сигналы на выходе ГВЧ

Если на лицевой панели прибора форма сигналов не указана, то это всегда синусоидальный и АМ-сигнал.

Приведенные сигналы характеризируются следующими параметрами: f — несущая (модулированная) высокая частота, F — модулирующая низкая частота, M —коэффициент амплитудной модуляции.

ГВЧ и ГСВЧ перекрывают следующие диапазоны несущих частот: 200 кГц . 30МГц (высокие) и f > 30 МГц (сверхвысокие). Диапазон частот может быть расширен до f

Источник