Проверка Амперметра и Вольтметра методом сравнения

.

Значение фактически измеряемого напряжения U определяется из соотношения

, U = kU_в,

где U_в — показание вольтметра.

Шкалу вольтметра градуируют с учетом включенного  добавочного резистора.

В цепях переменного  тока высокого напряжения для расширения пределов измерения вольтметров применяют трансформаторы  напряжения    

 

 

                

 

 

 

 

 

 

 

                                         

 

 

 

 

 

 

 

                                     3.  Проверка Вольтметра                                                                          

Поверка – это определение метрологическим органом погрешности средств измерений и установление их пригодности к применению.

Документ, устанавливающий средства, методы и точность передачи размера  единицы физической величины от эталона  к рабочим средствам измерений, называется поверочной схемой (рисунок 1.1).  

 

 

Рисунок                                                                                                                                                 

1. Поверочная схема

 

Поверочная  схема устанавливает соподчиненность средств измерений и соотношение между их допускаемыми погрешностями в процессе передачи значения единицы физической величины от эталона к рабочему средству измерений. Определяющим фактором является точность конечного средства измерений. Необходимая точность образцовых средств измерений, а иногда и их типы регламентируются ГОСТами на методы поверки средств измерений. Пригодными к применению признают средства измерений, поверка которых, выполненная в соответствии с требованиями нормативно-технических документов, подтверждает их соответствие метрологическим и техническим требованиям к данному типу средств измерений. В работе используют поверяемый вольтметр, образцовый вольтметр и источник измеряемой величины – универсальный источник питания с плавно регулируемым выходным напряжением постоянного тока. Поверяемый и образцовый вольтметры подключают параллельно к выходным клеммам источника питания. Напряжение регулируют с помощью встроенного ааттенюатора.

 V₁ и V₂ – поверяемый и образцовый вольтметры, R – аттенюатор источника питания.

                                           Рисунок                                                                                                                                               

                          1.1Схема поверки вольтметра

 

Чтобы исключить  систематическую погрешность, в  процессе измерений применяют метод  компенсации по знаку, для чего измерения  производят дважды – при прямом (Uпр) и обратном (Uоб) ходе указателя. Для уменьшения влияния случайных погрешностей процедуру измерений повторить 3 раза. Результаты измерений занести в таблицу:

 

Показания поверяе-мого прибора U, В	Показания образцового  прибора, В						Uд, В	D, В	d, %	g, %	V, %
	Uпр	Uоб	Uпр	Uоб	Uпр	Uоб

 

1.2 Выключение источника питания и вольтметры.   

 

2.Обработка результатов измерений.

         1.1 Определение действительного значения измеряемого напряжения для каждого поверяемого деления шкалы.

 

 

1.2 Вычисление абсолютной погрешности поверяемого прибора для каждого поверяемого деления шкалы:

 

 

где U – значение напряжения, соответствующее оцифрованному делению шкалы поверяемого вольтметра;

U_Д – действительное значение этого напряжения.

1.3 Вычисление относительной погрешности для каждого проверяемого деления шкалы:

 

 

где D - абсолютная погрешность на поверяемом делении шкалы;

U_Д – действительное значение напряжения в данной точки шкалы.

4. Вычисление приведенную погрешность для каждого проверяемого деления шкалы:

 

 

где D - абсолютная погрешность на поверяемом делении шкалы;

U_Н – нормирующее значение, за которое принимается наибольшее значение напряжения в поверяемом поддиапазоне вольтметра.

5. Вычисление вариации показаний.

Вариация показаний  прибора на поверяемой отметке шкалы  равна модулю разности действительных значений измеряемой величины при одном  и том же показании прибора, полученном при плавном подводе указателя  сначала со стороны меньших, а затем со стороны больших значений при неизменной полярности тока (Uпр и Uоб соответственно).

 

6.  Положение указателей поверяемого и образцового приборов. Если они не находятся на нулевой отметке, то их положение корректируют с помощью механических корректоров при отключенных цепях тока и напряжения.
7.   Выключить источник питания и вольтметры.   

 

8.  Обработка результатов измерений.

3. Определить действительное значение измеряемого напряжения для каждого поверяемого деления шкалы.

 

 

1. Вычисление абсолютной погрешности поверяемого прибора для каждого поверяемого деления шкалы:

 

 

где U – значение напряжения, соответствующее оцифрованному делению шкалы поверяемого вольтметра;

U_Д – действительное значение этого напряжения.

2. Вычисление относительной погрешности для каждого поверяемого деления шкалы:

 

 

где D - абсолютная погрешность на поверяемом делении шкалы;

U_Д – действительное значение напряжения в данной точки шкалы.

3. Вычисление приведенной погрешности для каждого проверяемого деления шкалы

 

 

где D - абсолютная погрешность на поверяемом делении шкалы;

U_Н – нормирующее значение, за которое принимается наибольшее значение напряжения в поверяемом поддиапазоне вольтметра.

4. Вычисление вариации показаний.

Вариация показаний  прибора на поверяемой отметке шкалы  равна модулю разности действительных значений измеряемой величины при одном  и том же показании прибора, полученном при плавном подводе указателя  сначала со стороны меньших, а затем со стороны больших значений при неизменной полярности тока (Uпр и Uоб соответственно).

 

Т.к. процедура  таких измерений производится трижды, то

 

 

 

и                                                            

 

где - среднее значение вариации на поверяемой отметке шкалы;

U_НОМ – номинальное значение измеряемой величины на поверяемой отметке шкалы.

Вариация показаний  рабочих приборов не должна превышать значений, установленных нормативно-техническими документами. Вариация показаний образцовых приборов не должна превышать половины значений предела допускаемой основной погрешности этого прибора. 

 

5. Установление факта пригодности (не пригодности) прибора к применению.
6. Для этого определить, выполняется ли условие

 

 

где К.Т. – класс  точности поверяемого прибора.

Если это  условие не выполняется, то поверяемый прибор не соответствует своему классу точности и нуждается в ремонте.

 

 Если прибор  годен к применению, то по данным  измерений и расчетов строится  график зависимости поправки от показаний поверяемого прибора (ломаная линия).                                                                                                                                                       Поправка равна абсолютной погрешности прибора на поверяемой отметке шкалы с противоположным знаком:

 

.

 

График поправок используется для определения уточненного  значения напряжения U_Д по показаниям вольтметра в соответствующей точке шкалы:

 

 

  Построить график зависимости относительной погрешности от показаний поверяемого прибора . Проанализировать изменения относительной погрешности вдоль шкалы прибора.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                    

 

                                4.  Проверка Амперметра.

                    Таблица 1.1 – Технические характеристики оборудования.

 

Наименование, обозначение  прибора	Тип	Предел измерений	Количество делений	Цена деления	Класс точности
Амперметр проверяемый	М903/2	50мА	50	1мА	1,5
Амперметр эталонный	Э59	50мА	100	0,5мА	0,5

 

Рисунок 1.2 – Схема включения приборов для проверки амперметра

 

 

 

1.3 Расчетные формулы

 

    (2.1)

 

где  - абсолютная погрешность при возрастании измеряемой величины, А;

       - показания поверяемого амперметра, А;

       - показание эталонного амперметра при возрастании измеряемой величины, А;

    (2.2)

 

где  - абсолютная погрешность при убывании измеряемой величины, А;

       - показание эталонного амперметра при убывании измеряемой величины, А;

 

 

 

   (2.3)

 

где  - абсолютное значение наибольшей абсолютной погрешности, А;

        - номинальное значение поверяемого амперметра, А;

   (2.4)

 

где - вариация показаний поверяемого амперметра, %;

    (2.5)

 

где  - допустимое значение абсолютной погрешности поверяемого амперметра, А;

       - класс точности поверяемого амперметра;

 

 

 

 

 

Рисунок 1.4– График зависимости -∆, А от величины тока, измеренного поверяемым амперметром I_n, А

 

Так как  =-8А превышает , амперметр не пригоден для измерений с классом точности K=1.5

 

 

 

 

                       

 

 

 

 

 

 

 

 

                                                   Заключение.                                    

Мы ознакомились с методикой поверки показывающих средств измерений при непосредственной проверки  показаний проверяемого средства измерений с эталоном; определение соответствия амперметра и вольтметра.                                                                                        

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

                       Список  литературы:

1.   Аналоговые электроизмерительные приборы: Учебное пособие для вузов/Ф.С.Дмитриев, Е.А.Киселева, Г.П.Лебедев и др.; Под ред. А.А.Преображенского.: Учебник М.: Выcшая школа, 1979.

2.   Основы метрологии и электрические измерения: Учебник для вузов / Б.Я. Андреев, Е.М. Антонюк, Е.М.Душин и др. Под ред. Е.М. Душина.- 6-е изд., перераб. и доп. – Л.: Энергоатомиздат. Ленингр. отд-ние, 1987.- 480 с.: ил.

3.   Алукер. Электро-измерительные приборы.