Меню

Секундомер погрешность измерения времени



Секундомер погрешность измерения времени

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

Государственная система обеспечения единства измерений

Методы и средства поверки

State system for ensuring the uniformity of measurements. Seconds-timers-gauges. Methods and means for verification

Дата введения 1980-01-01

РАЗРАБОТАН Государственным комитетом СССР по стандартам

ИСПОЛНИТЕЛИ

М.В.Юзефов, К.И.Назаров

ВНЕСЕН Государственным комитетом СССР по стандартам

Член Госстандарта В.И.Кипаренко

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 29 декабря 1978 г. N 3584

ВЗАМЕН ГОСТ 14659-69

Настоящий стандарт распространяется на секундомеры-калибраторы (далее — секундомеры) типов СК-1Н, СК-1, СК-3 и устанавливает методы и средства их первичной и периодической поверок.

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1.1. При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

внешний осмотр (п.4.1);

опробование (п.4.2);

определение метрологических параметров (п.4.3);

определение абсолютной погрешности секундомеров в режиме «Секундомер» — измерителя интервалов времени (п.4.3.2);

определение абсолютной погрешности секундомеров в режиме «Калибратор» — датчика заданных интервалов времени (п.4.3.3);

определение абсолютной погрешности секундомеров в режиме «Калибратор» — датчика заданных интервалов времени на контактном выходе (п.4.3.4).

2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки должны быть применены следующие средства поверки:

электронно-счетный частотомер типа Ч3-54;

режим измерения интервалов времени на входах и ;

измеряемые интервалы времени 0,1 мкс — 10 с;

напряжение входного импульсного сигнала 0,3-100 В;

наибольшая относительная погрешность частоты кварцевого генератора после 2 ч самопрогрева ±1,5·10 в течение месяца и ±5·10 в течение 12 месяцев;

секундомеры-калибраторы типов СК-1Н и СК-3, основные технические характеристики которых приведены в справочном приложении 2;

электрический постоянный конденсатор по ГОСТ 2519-67 номинальной емкостью 0,02 мкФ;

постоянные резисторы по ГОСТ 2825-67 номинальным сопротивлением 120 Ом;

источники постоянного тока номинальным напряжением 24 В.

2.2. Допускается применять вновь разработанные или находящиеся в применении электронно-счетные частотомеры других типов, прошедшие метрологическую аттестацию в органах государственной или, с их разрешения, ведомственной метрологической службы и удовлетворяющие по точности требованиям настоящего стандарта.

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

3.1. Поверка должна быть проведена в нормальных условиях в соответствии с ГОСТ 22261-76.

Секундомеры к поверке подготавливают в соответствии с нормативно-технической документацией (далее — НТД) на секундомеры конкретного типа.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

4.1. Внешний осмотр

При внешнем осмотре секундомеров должно быть установлено:

соответствие комплектности требованиям НТД на секундомеры конкретного типа;

отсутствие механических повреждений, а также поврежденных надписей и обозначений на панелях, затрудняющих работу с органами управления, контроля и присоединения.

4.2. Опробование

При опробовании проверяют чувствительность в режиме «Секундомер», амплитуду выходных импульсов, крутизну фронтов и длительность выходных импульсов в режиме «Калибратор», а также работоспособность органов управления, сигнализации и индикации в соответствии с НТД на секундомеры конкретного типа.

4.3. Определение метрологических параметров

4.3.1. Абсолютную погрешность во всех режимах работы секундомеров определяют однократными измерениями на каждом интервале времени в порядке их возрастания по пп.4.3.2 и 4.3.3.

4.3.2. Абсолютную погрешность секундомеров в режиме секундомера (измерителя интервалов времени) определяют по схеме, приведенной на черт.1.

1 — секундомеры-калибраторы типов СК-1Н или СК-3 (в режиме «Калибратор»); 2 — поверяемый прибор в режиме «Секундомер»; 3 — электронно-счетный частотомер в режиме измерителя интервалов времени

При поверке секундомеров с электромеханическим счетчиком в качестве датчика интервалов времени используют секундомер-калибратор типа СК-1Н. Переключатель рода работы устанавливают в положение «Измер. 1», переключатель «Пуск-сброс» — в положение «Пуск». При этом на выходе появится импульс начала интервала времени.

После того, как электромеханический счетчик отсчитает предпоследнюю секунду поверяемого интервала времени, переключатель рода работы переводят в положение «Калибр. 1». При этом по истечении последней секунды на выходе появится импульс конца интервала времени.

Абсолютную погрешность определяют непосредственным сличением показаний поверяемого секундомера и электронно-счетного частотомера в следующих положениях переключателей и интервалах времени:

«Множитель 1» («Измер. 1»):

0,000005; 0,000006; 0,000007; 0,000008; 0,000009; 0,111111; 0,222222; 0,333333; 0,444444; 0,555555; 0,666666; 0,777777; 0,888888; 0,999999 с — для секундомеров типа СК-3;

0,00005; 0,00006; 0,00007; 0,00008; 0,00009; 0,11111; 0,22222; 0,33333; 0,44444; 0,55555; 0,66666; 0,77777; 0,88888; 0,99999 с — для секундомеров типов СК-1 и СК-1Н;

«Множитель 100» («Измер. 100»):

0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 11,1111; 22,2222; 33,3333; 44,4444; 55,5555; 66,6666; 77,7777; 88,8888; 99,9999 с — для секундомеров типа СК-3;

0,005; 0,006; 0,007; 0,008; 0,009; 11,111; 22,222; 33,333; 44,444; 55,555; 66,666; 77,777; 88,888; 99,999 с — для секундомеров типов СК-1 и СК-1Н;

«Измер. 1»:

100 с — по шкале правого циферблата;

9999 с — по шкале левого циферблата (для секундомеров с электромеханическими счетчиками).

4.3.3. Абсолютную погрешность секундомеров в режиме «Калибратор» на гнездах «Выход I» и «Выход II» определяют методом прямых измерений электронно-счетным частотомером в следующих положениях переключателей и интервалах времени:

Читайте также:  Область измерения бесконтактным термометром

«Множитель 1» («Калибр. 1»):

0,000005; 0,000006; 0,000007; 0,000008; 0,000009; 0,111111; 0,555555; 0,999999 с — для секундомеров типа СК-3;

0,00005; 0,00006; 0,00007; 0,00008; 0,00009; 0,11111; 0,55555; 0,99999 с — для секундомеров типов СК-1 и СК-1Н;

«Множитель 100» («Калибр. 100»):

0,0005; 0,0006; 0,0007; 0,0008; 0,0009; 11,1111; 55,5555; 99,9999 с — для секундомеров типа СК-3;

0,005; 0,006; 0,007; 0,008; 0,009; 11,111; 55,555; 99,999 с — для секундомеров типов СК-1 и СК-1Н.

4.3.4. Абсолютную погрешность в режиме «Калибратор» на контактном выходе определяют по схеме, приведенной на черт.2.

1 — поверяемый прибор; 2 — электронно-счетный частотомер; и — электрические постоянные конденсаторы; — постоянный резистор; — источник постоянного тока

Принцип работы схемы заключается в формировании электрических импульсов начала и конца интервала времени на контактном выходе. В исходном положении контакты 1 и 2 замкнуты, конденсаторы и заряжаются до напряжения источника питания . При срабатывании реле «Пуск» и «Стоп» замыкаются контакты 2 и 3 и напряжение с конденсаторов и подается на входы и электронно-счетного частотомера в моменты, соответствующие началу и концу заданного интервала времени.

Абсолютную погрешность на контактном выходе определяют прямым измерением электронно-счетным частотомером при положении переключателя «Множитель 1» («Калибр. 1») в интервале времени 0,999 с.

4.3.5. Абсолютную погрешность в секундах во всех режимах работы секундомеров вычисляют по формуле

где — значение интервала времени, измеренное (воспроизведенное) поверяемым секундомером, с;

— действительное значение интервала времени, измеренное электронно-счетным частотомером, с.

4.3.6. Абсолютная погрешность не должна превышать значений, указанных в справочном приложении 2.

5. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

5.1. Результаты первичной поверки секундомеров-калибраторов оформляют отметкой в паспорте.

5.2. На секундомеры-калибраторы, признанные годными при поверке органами Госстандарта, выдают свидетельство установленной формы.

5.3. Результаты периодической ведомственной поверки оформляют документом, составленным ведомственной метрологической службой.

5.4. Результаты измерений заносят в протокол, форма которого приведена в обязательном приложении 1.

5.5. Секундомеры-калибраторы, не удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта, к выпуску и применению не допускают.

Источник

Секундомер погрешность измерения времени

Примечание. Допускается применение других приборов, обеспечивающих необходимую точность измерений.

2. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки должны быть соблюдены нормальные условия по ГОСТ 22261-82.

3. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

3.1. Внешний осмотр

При внешнем осмотре должно быть проверено:

соответствие электрических секундомеров требованиям ГОСТ 22261-82 в части комплектности, маркировки и упаковки; отсутствие механических повреждений и прочих неисправностей.

3.2. Опробование.

При опробовании должно быть проверено функционирование кнопки пуска и остановки;

возврат стрелки на нулевую отметку.

3.3. Определение метрологических параметров

3.3.1. Определение точности установки стрелок на нулевую отметку.

Отклонение большой стрелки ЭС от нулевой отметки шкалы при сборе показаний определяют по десятикратному возврату стрелки из любых ее положений на шкале. Оно не должно превышать значений, указанных в нормативно-технической документации (далее — НТД) на конкретные типы ЭС.

где — измеренное значение интервалов времени;

— действительное значение интервалов времени.

4. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

4.1. Результаты первичной поверки электрических секундомеров оформляют отметкой в паспорте.

4.2. На электрические секундомеры, признанные годными при поверке в органах Госстандарта, выдают свидетельство установленной формы.

4.3. Результаты периодической ведомственной поверки оформляют документом установленной формы.

4.4. Электрические секундомеры, не удовлетворяющие настоящему стандарту, к выпуску и применению не допускаются.

Источник

ПОГРЕШНОСТИ НЕКОТОРЫХ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ ПРИБОРОВ

1. ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ЛИНЕЙКИ

а) Стальные измерительные линейки (ГОСТ 427-56)

Деления нанесены через 1 мм. Допускаемая предельная погрешность при длине линейки 300 мм, 500 мм и 1000 мм составляет, соответственно, 0,10 мм; 0,15 мм; 0,20 мм. Ошибку отсчёта в определении долей деления шкалы на глаз следует учесть в соответствии с § 4.3. Но и при соблюдении описанных в этом параграфе правил, ошибку отсчёта долей деления на глаз следует принимать не менее, чем 0,2 деления.

б) деревянные и пластмассовые линейки (ГОСТом не нормируются). За основную предельную ошибку для деревянных линеек следует принимать 0,5 мм, а для пластмассовых — 1,0 мм.

2. ШТАНГЕНЦИРКУЛИ (ГОСТ 166-73)

Выпускаются различные штангенциркули, пределы измерения которых изменяются от125 мм до 2500 мм. Основной частью штангенциркуля является нониус – отчетная устройство с дополнительной шкалой, цена деления которой меньше, чем цена деления основной шкалы. Точность штангенциркуля с нониусов равна разности цены деления основной шкалы и цены деления шкалы нониуса. Для штангенциркулей с точностью 0,1 мм предельная основная приборная погрешность прибора равна 0,1 мм, а для штангенциркулей с точностью 0,05 мм — 0,05. Кроме этого следует учитывать ошибку отсчёта. Её максимальное значение равно половине точности.

Читайте также:  Максимальная абсолютная погрешность измерения температуры

3. МИКРОМЕТРЫ (ГОСТ 6507)

Микрометры позволяют производить изменения точнее, чем штангенциркули. Цена деления круговой шкалы микрометра равна 0,01 мм. Основная предельная приборная ошибка для микрометра при измерении размеров до 3 мм не превышает 0,002 мм, а при измерении больших размеров не превышает 0,004 мм. При работе в физической лаборатории следует также учитывать погрешность округления при измерении и погрешность при установки нулевого деления. Максимальная погрешность округления, очевидно, равна 0,005 мм.

4. ИЗМЕРЕНИЕ ВРЕМЕНИ

В лабораториях при измерении времени часто используются механические секундомеры с ценой деления 0,1 с или 0,2 с. основная предельная ошибка этих секундомеров равна цене деления. Вместе с этим механические секундомеры обладают ошибкой хода, которая, например, для секундомеров типа С-1, С-2, СМ-60 могут достигают 1,5 с за 30 минут хода (ГОСТ 5073-62). Следует также учитывать, что при включении и остановке механических секундомеров возникает субъективная ошибка, связанная с несовершенством органов чувств (в данном случае с неидеальной реакцией) любого экспериментатора. Эта погрешность, как показали специальные исследования, может достигать 0,3 с. В учёных лабораториях также используются электронные счётчики-секундомеры ССЭШ, точность которых составляет 0,01 с. Основная предельная погрешность для этих приборов (ГОСТ 6836-72) составляет ( )с.

По допускаемой погрешности гири делятся на пять классов точности. Набор гирь, используемых в учебной лаборатории, соответствует четвертому классу точности. В. представленной таблице указываются основные предельные погрешности этих гирь.

Номинальное значение, г
Основная предельная погрешность, мг ±40 ±30 ±20 ±12 ±8 ±6 ±4
Номинальное значение, мг
Основная предельная погрешность, мг ±3 . ±2 ±1 ±1 ±1 ±1 ±1

Набор гирь для настольных (торговых) весов ВТ-200 относится к пятому классу. Допускаемые отклонения гирь, используемых с этими весами, указаны в следующей таблице.

Номинальное значение, г
Основная предельная погрешность, мг ±600 ±400 ±300 ±200 ±150 ±100 ±60 ±40

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

Секундомер. Виды и работа. Применение и особенности

Измерение время применяется человеком относительно давно, примерно с конца 17 в. Но потребность в точном, до секунды, измерении времени возникла намного раньше. Первоначально для этой цели использовались песочные часы, но они имели ряд недостатков и погрешностей, поэтому ученые стремились сконструировать специальное устройство. Таковым стал секундомер. По виду он похож на обычные часы, но имеет другое назначение — подсчитывать время от начала отсчета до остановки.

Данное устройство является очень простым в эксплуатации и в то же время точным, погрешность в измерениях с его помощью крайне мала. Благодаря этим качествам прибор нашел признание в самых разных областях жизни и деятельности человека.

Где применяется секундомер

Без данного измерительного прибора невозможно обойтись в спорте, кулинарии, военном деле, лабораторных исследованиях. Он позволяет определить, сколько времени потребовалось на определенное действие. Особенно актуально это на спортивных состязаниях или в разнообразных конкурсах и эстафетах.

В армии секундомер необходим для того, чтобы контролировать скорость сборки оружия, длительность полета снарядов, выполнение разных нормативов.

Широко применяется устройство и в быту: можно установить время приготовления того или иного блюда, заниматься спортом в домашних условиях и пр.

В настоящее время существует большое количество наручных часов и гаджетов, имеющих подобную функцию. Иногда использование встроенного секундомера удобно и вполне оправданно. Но в профессиональной среде, где важны порой и доли секунды, без специализированного оборудования не обойтись.

Принцип работы устройства
Аналогично наручным часам, конструкция секундомера включает в себя:
  • Двигатель.
  • Передачу.
  • Балансовый регулятор.

Отличие же заключается в специальном механизме, производящем пуск, остановку и обнуление результата. Это механизм получил название компликация.

По принципу действия секундомер может быть:
  • С прерывным ходом — при остановке и пуске происходит торможение и освобождение баланса.
  • С непрерывным ходом — механизм функционирует постоянно, а при помощи компликации включаются и отключаются стрелки.

Самые распространенные устройства имеют циферблат с 60 или 100 секундными делениями. В верхней части есть маленькая минутная шкала на 10, 30 или 60 мин. В центре циферблата расположено отверстие с втулкой, на которую надета секундная стрелка. Минутная стрелка находится на одноименной шкале. Встречаются и другие дизайны, отличающиеся расположением шкал и стрелок, но суть работы хронографа от этого не меняется.

Чтобы запустить отсчет времени, необходимо нажать на кнопку завода, через которую движение подается на пусковой рычаг. Нажав на кнопку еще раз можно остановить секундомер, а при третьем нажатии результат обнуляется и стрелки возвращаются на исходную.

Классификация

С учетом целей использования выделяют однострелочные и двухстрелочные, трех-, шести-, десяти- и тридцатисекундные, шестидесятисекундные и другие хронографы. Но все виды устройств можно разделить на 2 основные группы: механические и электронные.

Читайте также:  Температуру у детей можно измерить
Механический

Именно такой прибор был разработан первым. Точность его измерений — до 0,1 секунды. Для большинства вида измерений его вполне достаточно, тем более, что пользоваться им очень просто.

Для того, чтобы запустить механизм, требуется завести пружину. Делается поворотом специальной кнопки в направлении от себя. Для начала отсчета необходимо нажать на эту же кнопку. Стрелка начнет вращаться, полный ее оборот при этом равен 1 мин. Остановка измерений производится нажатием все на ту же кнопку. После оценки результата третьим нажатием сбрасываются данные и стрелка возвращается в первоначальное положение.

Можно встретить и усложненные механические хронографы, с тремя кнопками вместо одной:
  • 1-я отвечает за пуск устройства.
  • 2-я останавливает стрелку.
  • 3-я производит сброс результатов.

Могут присутствовать также несколько циферблатов, каждый со своей стрелкой. Все стрелки запускаются одной кнопкой, повторное нажатие останавливает одну стрелку, третье — другую и так далее. Подобный секундомер использовался при отсчете времени сразу нескольких спортсменов (по числу циферблатов). Однако с появлением электронных хронографов подобные устройства были забыты.

Механические приборы классифицируются по трем классам точности, из которых первый выступает наиболее точным. Следует помнить, что по мере эксплуатации устройства его механизм изнашивается, что снижает точность измерений. И это существенный недостаток.

Еще один минус механического секундомера заключается в следующем: при наличии двух циферблатов (секундного и минутного) по истечении часа с момента старта данные сбрасываются. Поэтому ход измерений приходится тщательно контролировать.

Электронный

Более удобный и точный прибор — в 10 раз точнее механического собрата. Он используется в лабораторных исследованиях, на спортивных турнирах, в автогонках и т.п. Такой секундомер имеет собственную память, где сохраняется последовательность нажатия кнопки и фиксируются результаты первого спортсмена, второго и т.д. Стрелки на таком устройстве отсутствуют, а измерения отображаются непосредственно на дисплее.

Электронному секундомеру необходим источник питания. Таковым выступает батарейка либо аккумулятор, подзаряжаемый аналогично мобильному.

Более сложные виды таких хронографов представляют собой стационарные устройства с лазером. В них отсчет останавливается в тот момент, когда исследуемый объект проходит в зоне лазера. Такие измерения наиболее точны, поскольку исключают человеческий фактор (как известно, у каждого из нас разная скорость реакции).

Для водных и подводных видов спорта (дайвинг, подводная охота, плавание) используются водонепроницаемые приборы. С их помощью контролируют не только скорость движения, но и продолжительность задержки дыхания.

Другие устройства с функцией хронометра

Прибор стоит недорого, но приобретать его следует не всегда. Профессиональные хронометры необходимы лишь там, где важна высокая точность измерений. В повседневной жизни можно с успехом применять иные устройства, оснащенные функцией отсчета времени.

Во-первых, это обычные наручные часы, как электронные, так и механические. Почти все современные изделия обладают функцией секундомера — для этого предназначен еще один маленький циферблат со стрелкой. Изучив инструкцию по эксплуатации, можно легко перейти в режим хронографа. Правда, подойдет он лишь людям с хорошим зрением, ведь и циферблат, и цифры на нем очень малы, что затрудняет определение результата.

Любой смартфон и даже обычный телефон с кнопками также обладают опцией для отсчета времени. Причем некоторые имеют даже более высокую точность, чем специализированные механические устройства. Неудобство использования заключается лишь в том, что экран может погаснуть или заблокироваться, а потому не всегда удастся вовремя остановить время.

Встроенный секундомер присутствует и в декомпрессиметре — специальном оборудовании для дайвинга с широким функционалом. Он обязательно имеет водонепроницаемые свойства и может начинать отсчет даже без нажатия на кнопку. Дело в особых датчиках, которые активируются под воздействием давления воды при погружении. Такое устройство одновременно является и таймером: при достижении заданного временного предела он подает сигнал (вибро или звуковой). Чаще всего он напоминает дайверу о необходимости подняться на поверхность. Здесь давление падает, и устройство начинает отсчет заново, фиксируя длительность нахождения спортсмена на поверхности. Таким образом дайверу проще оптимизировать время погружений и отдыха.

При желании сегодня можно воспользоваться даже онлайн-секундомером. Многие находят такое оборудование весьма удобным. Во-первых, он не требует покупки оборудования и абсолютно бесплатен. Во-вторых, при включенном компьютере нет нужды искать соответствующее приложение на смартфоне. В-третьих, память онлайн-прибора не ограничена, что позволяет отслеживать и сравнивать полученные результаты.

Таким образом, секундомер может быть представлен в самых разнообразных видах и дизайнах. Но при этом функция его неизменна — это измерение небольших отрезков времени с высокой точностью.

Источник