Заняття 1: повірка аналогових вольтметрів

ВОС-670100

 

Дисципліна: ВІЙСЬКОВА ПІДГОТОВКА

 

Предмет: ЕКСПЛУАТАЦІЯ I ПОВІРКА ВІЙСЬКОВИХ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАННЯ

 

Тема 2: ПОВІРКА ВОЛЬТМЕТРІВ АНАЛОГОВИХ, ІМПУЛЬСНИХ ТА ЦИФРОВИХ

 

Заняття 1: ПОВІРКА АНАЛОГОВИХ ВОЛЬТМЕТРІВ

 

Розроблена відповідно з програмою 20__ р.,

розглянута на засіданні кафедри і

рекомендована для використання в

навчальному процесі.

Протокол № ____ від____________ 20__ р.

Рекомендована для використання в

навчальному процесі.

Протокол № ____ від____________ 20__ р.

 

 

Розробив викладач кафедри бойового застосування і

експлуатації радіолокаційних, радіотехнічних та

метрологічних засобів Повітряних Сил

Марченко Ю.О.

Заняття 1: ПОВІРКА АНАЛОГОВИХ ВОЛЬТМЕТРІВ.

 

Навчальна мета:1. Набути практичних навичок з повірки вольтметрів.

2. Набути практичних навичок обчислення похибки та варіації.

3. Набути практичних навичок в оформленні результатів повірки.

Виховна мета:1.Виховувати у студентів дисциплінованість і культуру поведінки.

2. Виховувати впевненість і винахідливість при вивченні матеріалу

3 Виховувати і розвивати творчий підхід при вивченні матеріалу на занятті і самостійній підготовці.

Час: 2 години

Місце: аудиторія, ПЛВТ.

Вид заняття: практичне заняття.

Матеріально-технічне забезпечення: 1. Засоби вимірювань.

2. ПЕОМ

3. Допоміжне обладнання.

Література: 1.Измерения в электронике, энергоатомиздат, 1987.

2.Федоров А.М., Циган Н,Я., Мичурин В.И., Метрологическое обеспечение электронных средств измерений электрических величин, довідкова книга, Електроатомиздат 1987.

3. Р.Ф.Акнаев. Поверка средств измерений электрических и магнитних величин. Изд.стандартов, 1983.

4. ГОСТ 8. 118-85, ГОСТ 13473-68.

 

Навчальні питання та розподіл часу:

I. Вступна частина....................................5 хв.

ІІ. Основна частина................................70 хв.

1. Вимоги нормативно-технічної документації по повірці.

Умови повірки…………………………………………………...10 хв.

2.Повірка аналогових вольтметрів за допомогою

еталонних установок В1-8, В1-9…………………………………..50 хв.

3. Оформлення результатів повірки………………………………10 хв.

III. Заключна частина................................5 хв.

 

I. Вступна частина...................5 хв.

 

Перевірити наявність студентів і їх готовність до занять, оголосити тему і мету заняття, кількість годин, відведених на вивчення даного матеріалу, вимоги програми, організацію контролю і перелік учбової літератури.

 

ОСНОВНА ЧАСТИНА......................................70 хв.

 

Питання 1. ВИМОГИ НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНОЇ ДОКУМЕНТАЦІЇ З ПОВІРКИ. УМОВИ ПОВІРКИ……………………………………10 хв.

ДЕРЖАВНИЙ КОМIТЕТ УКРАЇНИ З ПИТАНЬТЕХНIЧНОГО РЕГУЛЮВАННЯ ТА СПОЖИВЧОЇ ПОЛIТИКИНАКАЗ22.12.2008N 495Про прийняття міждержавних стандартівяк національні методом підтвердження та скасуваннявідповідних міждержавних стандартів. На виконання Законів України "Про стандартизацію" (2408-14), "Простандарти, технічні регламенти та процедури оцінки відповідності" (3164-15) та Програми перегляду чинних в Україні міждержавних стандартів (ГОСТ), розроблених до 1992 рокуН А К А З У Ю: 1. Надати чинності в Україні з 1 лютого 2009 р. Міждержавним стандартам як національним, прийнявши їх методом підтвердження, мовою оригіналу з наданням їм ідповідного національного позначення. ДСТУ ГОСТ 8.118:2009 ГСИ. Вольтметры электронные аналоговые переменного тока. Методика поверки. 2. Скасувати в Україні з 1 лютого 2009 року чинність міждержавних стандартів, а саме:

 

ГОСТ 8.118-85 ГСИ. Вольтметры электронные аналоговые переменного тока.Методика поверки

 

Повірка електронних вольтметрів аналогового типу постійного струму проводиться згідно ДСТУ ГОСТ 8.402-80. Повірка електронних вольтметрів аналогового типу змінного струму проводиться згідно ДСТУ ГОСТ 8.118-85.

 

 

Питання 2. ПОВІРКА АНАЛОГОВИХ ВОЛЬТМЕТРІВ ЗА ДОПОМОГОЮ

ЕТАЛОННИХ УСТАНОВОК В1-8, В1-9…………………………50 хв.

 

Методика повірки вольтметрів аналогового типу постійного струму.

ДСТУ ГОСТ 8.402-80

 

1. Операції повірки.

зовнішній огляд;

опробування;

визначення основної похибки.

 

При проведенні повірки повинні бути застосовані установки, наведенні в таблиці 1.

Таблиця 1.

Тип установки	Діапазон вимірювання, В	Межі допустимої основної похибки, %
В1-2	5∙10-4 ¸ 3∙102	±(1 + 0,003/U)
В1-4	1∙10-5 ¸ 3∙102	±(0,3 + 0,003/U)
В1-7	1∙10-4 ¸ 1∙103	±[(0,03¸0,05)+ 0, 0023/U]
В1-8	1∙10-5 ¸ 3∙102	±(0,2 + 0,0003/U)
В1-12	1∙10-7 ¸ 1∙103	±[(0,002¸0,015)+(0,0001¸ 0,0005) ∙ U/Uк]

де U_к - максимальне значення межі вимірювань, В;

U - значення відтворюваної напруги, В.

 

Допускається застосовувати комплект апаратури, яка виконує функції повірочної установки, із засобів повірки наведених в таблиці 2.

Таблиця 2.

Найменування і тип приладу	Клас точності	Межі вимірювань	Коефіцієнт поділу
Вимірювальні прилади
Потенціометри типу
Р6363/2	0,002		2,111111
Р345	0,001		2,121111
Р309	0,005		2,111111
Р307	0,015		1,911111
Вольтметри типу:
Щ31	0,005(0,001-0,02) 0,002	0,01-0,1-10-100-1000
Щ1513	0,015 (0,005-0,03 0,015	0,3 –3 – 30 – 300 - 1000
Ф30	0,05 (0,02-0,15) 0,005	0,01-0,1-1-10-100-350
В7-16	0,05 (0,05-0,1)	1-10-100-1000
В7-23	0,02/0,02 0,1	0,1-1-10-100-1000
В7-28	0,03/0,005	0,1-1-10-100-1000
Масштабні перетворювачі
Р313	0,001 - 0,005		10;100;1000
Р35	0,005		10;100;1000
подільники напруги:
ДН-3	0, 02		10;100;200;500
ДН-1	0, 03		10;100;500
ДН-13(АСО-3)	0, 1-0, 25		3,162;10;31, 62

 

В якості регульованих джерел застосовують стабілізовані джерела постійної напруги, акумулятори, батареї сухих елементів, які задовольняють вимогам:

джерело повинно забезпечувати одержання всіх значень напруг необхідних для проведення повірки;

нестабільність вихідної напруги джерела за час вимірювання на протязі 5 хв. (не менше) не повинна перевищувати 0,1 найменшої межі допустимої основної похибки повіряємого вольтметра;

пульсації вихідної напруги джерела, яке живиться від мережі не повинні перевищувати 0,1 найменшої межі допустимої основної похибки повіряємого вольтметра;

При використанні засобів вимірювання, вказаних в таблиці 1, повіряємий вольтметр треба безпосередньо вмикати до повірочної установки. При використанні ЗВ, вказаних в таблиці 2, апаратура повинна бути з’єднана по одній із структурних схем, наведених на рис. 1-3

Рис. 1.

Рис. 2.

Рис. 3.

 

2.1 Зовнішній огляд.

При зовнішньому огляді перевіряють відсутність механічних поломок на вольтметрі, поломки регулювальних і з’єднувальних елементів, а також відсутність дефектів відлікового пристрою, які утруднюють або виключають нормальну роботу вольтметра.

2.2. Опробування.

Встановлюють покажчик відлікового пристрою повіряємого вольтметра механічним коректором на нульову або початкову позначку при відімкненій напрузі живлення.

Вмикають повіряємий вольтметр в мережу живлення, замикають на коротко його вхідні клеми або навантажують на його вхід визначений опір і перевіряють працездатність електричного встановлення покажчика на нульову або умовну позначку, якщо таке передбачене. Перевіряють можливість встановлення покажчика на позначку тарування шкали (при наявності).

Подають на вхід вольтметра напругу і перевіряють вільний рух покажчика в межах усієї шкали для одного із діапазонів вимірювання.

 

2.3. Визначення основної похибки

При використанні повірочних установок основну похибку повіряємого вольтметра визначають по шкалі установки.

При використанні ЗВ згідно таблиці 2 основну похибку вольтметра визначають порівнянням показів повіряємого і еталонного вольтметрів.

Основну похибку визначають на кожній числовій помітці шкал основних меж вимірювань повіряємого вольтметра при повільному переміщенні покажчика до повіряємої позначки з боку початкової, а потім з боку кінцевої позначки шкали. Якщо немає спеціальної вказівки в НТД на прилад конкретного типу, за основну треба брати межу, яка нанесена на шкалах відлікового пристрою вольтметра, при множнику рівному одиниці.

На інших межах вимірювання основну похибку визначають на кінцевих числових помітках шкал, а також на помітках, на яких раніше були визначені найбільші позитивні і негативні похибки (або найбільша і найменша похибки, якщо всі похибки одного знаку).

Примітка: Допускається вольтметри з межею вимірювань 1000 або 500 В у випадку відсутності джерела постійної напруги, яке б забезпечувало одержання потрібних рівнів, повіряти на позначці шкали, відповідній рівню напруги 300 В.

Перед проведенням кожного вимірювання треба перевіряти електричне встановлення нуля покажчика відлікового пристрою повіряємого вольтметра на нульову помітку при відімкненій вимірюваній напрузі.

 

3.1. Обробка результатів вимірювань.

В залежності від способу вираження похибки повіряємого вольтметра її розраховують одним із наступних способів:

 

а) Абсолютну похибку D в одиницях вимірюваної напруги при вимірюваннях згідно рис. 1.

D = U_в - U_з,

де U_в - покази повіряємого вольтметра;

U_з - покази зразкового ЗВ.

Абсолютну похибку D в одиницях вимірюваної напруги при вимірюваннях згідно рис.2.

D = U_в - К ∙ U_з,

де К - коефіцієнт поділу еталонного подільника напруги.

 

Абсолютну похибку D в одиницях вимірюваної напруги при вимірюваннях згідно рис. 3.

D = U_в - К_п ∙ U_з,

де К_п - коефіцієнт передачі зразкового подільника напруги, рівному 1/К.

б) Відносну похибку d в процентах при вимірюванні згідно рис. 1 визначають за формулою

 

Відносну похибку d в процентах при вимірюванні згідно рис. 2 визначають за формулою

 

Відносну похибку d в процентах при вимірюванні згідно рис. 3 визначають

за формулою

 

Приведену похибку d в процентах при вимірюванні визначають за формулою

де U_к - кінцеве значення шкали межі вимірювання, на якій визначена похибка повіряємого вольтметра, В.

Під час проведення повірки треба вести протокол з записом результатів вимірювань.

МЕТОДИКА ПОВІРКИ ВОЛЬТМЕТРІВ АНАЛОГОВОГО ТИПУ ЗМІННОГО СТРУМУ. ДСТУ ГОСТ 8. 118-85.

 

Дійсний стандарт розповсюджується на електронні аналогові вольтметри змінного струму, які призначені для вимірювання змінної напруги в діапазоні частот від 10 Гц до 1000 МГц, і встановлює методику їх первинної і періодичної повірки.

1. Операціїі повірки.

зовнішній огляд;

опробування;

визначення основної похибки.

При проведенні повірки повинні застосовуватись зразкові ЗВ, які дозволяють вимірювати або відтворювати на вході повіряємого вольтметра гармонічну напругу з похибкою, яка не перевищує однієї третьої відповідної межі допустимої похибки вольтметра у всьому його робочому діапазоні напруг і частот.

При проведенні повірки повинні бути застосовані установки (прилади), наведенні в таблиці 1.

табл. 1

Тип установки	Діапазон відтворюваних рівня напруги, В	Діапазон відтворюваних частот, Гц	Межі похибок відтворюваних рівнів напруг, В	Допустимі значення коефіцієнта гармонік, %
В1-8	0,00001-300	45, 400, 1000	(0,3¸0,5)+ 0,0003/Uном	0,2
В1-9	0,0001-1000	20-1*105	0,02-0,1	0,06
В1-15	0,003 -3	3*107-109	0,5-6(9)	0,15-1,5
В1-16	0,0001-3	10-5*107	0,2-3	0,1 -0,5
В1-20	0,00001-300	20-2*105	0,04 -0,65	0,05 –0,1
В1-25	0,001-10	103-105	0,07-0,3(0,6)	0,12 –0,3
УПВ-1000-5	0,001-100	20 -109	0,2 -5	0,01 -0,05
Ф-7090	0,00001-1000	20 -105	0,03 -0,2	0,05 -0,2

При відсутності засобів повірки, які вказані в табл. 1 допускається застосування наведених нижче засобів:

Зразкові вольтметри і вимірювальні перетворювачі з цифровими вольтметрами постійного струму

табл. 2

Тип установки	Діапазон відтворюваних рівнів напруг, В	Діапазон відтворюваних частот, Гц	Межі похибок відтворюваних рівнів напруг, В
В3-24	0,02-100	20-109	0,2-2,8(12)
В3-49	0,01-100	20-109	0,2-2,8(8
В4-11	1-150	20-109	0,2-2,5(12)
В9-10	0,0001-300	20-105	0,04-0,182)
В2-34	1-1000		0,005-0,007

 

Зразкові подільники напруги

табл. 3

Тип приладу	Коефіцієнт передачі	Діапазон частот, Гц	Межі допустимих похибок, %	Вихідний опір, Ом
Д1-13 (АСО-3М)	1-3*10(-5)	0-6, 5(35)106	0,12-3,5	37,5
Д1-13А	1-3*10(-6)	0-3*107	0,05-15
ДНВ-5	0,085	0-1*109	0,2 –1
ДНВ-6	0,007	0-1*109	0,2 –1
Я1В-27	1-1*10(-4)	(1-100)103	0,07 -0,3	0,5-1,5

 

Допоміжні ЗВ повірки: вимірювальні генератори змінної напруги гармонічної форми без постійної складової струму, які мають на виході провідність (опір не більше 200 Ом) і дозволяють одержувати (окремо або в комплекті з узгоджувальним пристроєм) потрібні для повірки вольтметра рівні напруг з нестабільністю за час вимірювання, яка не перевищує 0, 1 межі допустимої похибки. (Г3-109, Г4-76А, Г4-139 і ін.);

фільтри для подавлення вищих гармонічних складових вимірювальної вольтметрами напруги, наведені в таблиці 4.

 

табл. 4

Тип фільтра	Значення або діапазон частот, МГц	Коефіцієнт подавлення вищих гармонік
ФРФ -1	10(-3), 10(-2), 10(-1), 5*10(-1), 1,10,50
ФНЧ-25-1	0,05 -25
Ф-1	0,1 -10
ФР-2	150 -1000
ФР-3	60 -150

 

узгоджувальні пристрої між виходом фільтра і входом вольтметра для частот від 150 до 1000 МГц. Для цих цілей можуть бути використані трансформатор повних опорів типу Э1-1 або коаксіальні лінії змінної довжини;

навантажувальні резистори або атенюатори, які відповідають потужності використовуємого генератора, наприклад типу Э9-9А;

коаксіальні перемикачі з затуханням потужності в тракті не більше 0, 2 дБ, наприклад типів СВЧ-6 або СВЧ-11;

коаксіальні вимірювальні електричні з’єднувачі із комплектів вольтметрів В3-24;В3-49 і В4-11.

2. Умови повірки і підготовка до неї

При проведені повірки повинні бути дотриманні умови:

температура оточуючого повітря 20±0,5 градусів

відносна вологість повітpя 30-80 %

атмосферний тиск 84-106 кПа.

Hоpмальною областю значення паpаметpів джеpел змінного стpуму є:

напpуга живлячої меpежі 220 ± 4, 4 В для меpежі з частотою 50 Гц;

220 ± 4, 4 В або 115 ± 2, 5 В для

меpежі з частотою 400 Гц;

частота живлячої меpежі 50±0,5 Гц; 400±12 Гц.

Межа допустимої похибки повірки вольтметрів внаслідок впливу коефіцієнта гармонік вимірювальної напруги не повинна перевищувати значень вказаних в табл. 7

Границя допустимоїпохибки вольтметрів d, %	Границя допустимоїпохибки повірки вольтметра внаслідок впливу коефіцієнта гармонік, %
До 0,5	0,25 d
Від 1 до 1,5	0,15 d
Від 2,5 до 25	0,1 d

2. Проведення повірки

2. 1 Зовнішній огляд

2. 2 Опробування

2. 3 Визначення похибки на частоті тарування.

Похибку вольтметра визначають методом прямих вимірювань повіряємим вольтметром змінної напруги, відтворюваної зразковою повірочною установкою згідно схеми рис. 4

або методом безпосереднього порівняння показів зразкового і повіряємого вольтметрів, підключених до джерела вимірюємої напруги паралельно або через дільнику напруги.

Рис. 4

При проведенні первинної повірки вольтметра на частоті градуювання, вказаній в НТД на нього, визначають похибку на кінцевих відмітках усіх діапазонів границь вимірювання, а також на кожній числовій позначці шкал основних діапазонів вимірювань і на позначках усіх інших піддіапазонів вимірювань, які відповідні позначкам шкал основних діапазонів вимірювань, на яких були виявлені найбільші позитивні і негативні похибки (або найбільша і найменша похибки, якщо всі похибки одного знаку).

При періодичній повірці вольтметра на частоті градуювання визначають:

похибку на кінцевих відмітках усіх піддіапазонів меж вимірювання;

похибку на кожній числовій позначці шкал основних діапазонів вимірювань;

Визначення похибки в робочому діапазоні частот визначається згідно пункту 2. 3

При первинній повірці вольтметра похибку визначають на кінцевих позначках шкал усіх діапазонів вимірювань при значеннях частот, які відповідають початку і кінцю нормальної і розширеної областей робочого діапазону частот, вказаних в ТД на повіряємий вольтметр.

Якщо в НТД на повіряємий вольтметр нормована його випадкова похибка і її значення (3s) не перевищує 0,2 межі допустимої похибки, то допускається визначати похибку вольтметра на окремих діапазонах вимірювань і частотах робочого діапазону шляхом розрахунку по результатам визначення його похибки на усіх діапазонах вимірювань на одній із частот нормальної області або на частоті градуювання) і похибки на одному із піддіапазонів вимірювань на відповідних частотах робочого діапазону по методиці, яка приводиться в ТД на повіряємий вольтметр.

Примітка: Якщо в ТД на повіряємий вольтметр оцінка випадкової похибки (3s) відсутня, то її визначають для кожного повіряємого вольтметра експериментально шляхом проведення багаторазових рівно-точних вимірювань однієї і тієї ж напруги і подальшої обробки згідно ГОСТ 11.004-74.

При періодичній повірці вольтметра похибку визначають на кінцевих числових позначках шкал одного-двох піддіапазонів вимірювань, де може бути забезпечено високопродуктивне і високоточне проведення вимірювань. Вимірювання проводять при значеннях частот, які відповідні початку і кінцю усіх областей робочого діапазону частот, вказаних в ТД на повіряємий вольтметр.

При галузевій періодичній повірці допускається визначати похибку вольтметра тільки в застосовуємих на даному підприємстві обмежених діапазонах рівня напруги і частот з обов’язковою вказівкою на передній або бічних сторонах вольтметра діапазонів його застосування.

3. Обробка результатів вимірювань

Абсолютну похибку D в одиницях вимірювальної напруги при вимірах згідно рис. 4

D = U_в - U_д,

де U_в - покази повіряємого вольтметра;

U_д - дійсне значення напруги, яка відповідає показу U_з зразкового ЗВ з урахуванням його систематичних похибок), В

U_д = U_з(1- $ / 100)

$ - систематична (у тому числі частотна) похибка зразкового засобу вимірювань з урахуванням її знаку, %

При використанні повірочних установок, які дозволяють по їх шкалам безпосередньо відраховувати похибку, віднесену до показів повіряємого вольтметра, приведену похибку d у відсотках

розраховують згідно формули

U_в

d_П = d_Н ------

U_к

4. Оформлення результатів повірки

Вольтметри, які визнані годними при державній або галузевій періодичних повірках, оформляють відміткою у паспорті або видають свідоцтво встановленої форми і наносять відбиток тавра.

Вольтметри, які не задовольняють вимогам дійсного стандарту, в експлуатацію не допускаються, в паспорт вноситься відмітка і на них видають довідку з вказівкою причин непридатності.

4. Оформлення результатів повірки

Вольтметри, які визнані придатними при державній або галузевій періодичних повірках, оформляють відміткою у паспорті або видають свідоцтво встановленої форми і наносять відбиток тавра.

Вольтметри, які не задовольняють вимогам дійсного стандарту, в експлуатацію не допускаються, в паспорт вноситься відмітка і на них видають довідку з вказівкою причин непридатності.

 

III. ЗАКЛЮЧНА ЧАСТИНА...................................5 хв.

Провести контрольне опитування студентів по питанням практичного використання засобів вимірювання. Оцінити правильність і якість оформлених протоколів повірки. Підвести підсумки заняття, нагадати тему i основні питання. Поставити задачу для повторення розглянутого матеріалу, дати завдання на самостійну роботу.

 

 

Викладач кафедри бойового застосування і

експлуатації радіолокаційних, радіотехнічних та

метрологічних засобів Повітряних Сил

 

Ю.О.Марченко