Теоретические основы поверки измерительных устройств.

Содержание
Содержание
Введение
Глава 1 Поверка измерительных устройств как процедура осуществления государственного метрологического надзора и контроля
1.1 Виды поверок
1.2 Поверочные схемы
1.3 Определение объёма поверочных работ
Глава 2 Поверка показаний средств измерения
2.1 Понятие погрешности и точности средств измерения
2.2 Методы и способы поверки средств измерения
Заключение
Список литературы

Таблица 1 – Обозначение классов точности СИ и формулы вычисления погрешностей
Вид погрешности Примеры пределов допускаемой погрешности Обозначение класса точности на СИ СИ, рекомендуемые к такому обозначению
Абсолютная


N или III
Меры
Относительная

Мосты, счётчики, делители, трансформаторы
ХК – предел измерения.
0,02/0,01 Цифровые СИ, магазины ёмкостей и сопротивлений

С или II Цифровые частотомеры, мосты сопротивлений
Приведённая
При

0,5 Аналоговые СИ, если Хнорм – в единицах величины Хнорм – длина шкалы

0,5
Омметры
Классы точности не устанавливаются только для тех средств измерения, для которых отдельно нормируется систематическая и случайная составляющие погрешности.
Точность измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемой величины. Точность – величина, обратная погрешности.
2.2 Методы и способы поверки средств измерения
Поверка показаний средств измерения – совокупность операций, выполнение которых позволяет утверждать, соответствуют ли показания средства измерения принятой статической характеристике в пределах допустимой для него погрешности. Результатом выполнения этих операций является заключение пригодно или не пригодно средство измерения к эксплуатации.
Процедура поверки обязательно включает введение в средство измерения образцовой (эталонной) величины, определение погрешности средства измерения на основании показаний и выяснение, на превышает ли найденная погрешность её допустимого значения. Поверка имеет положительный результат, если ни в одной из поверяемых точек погрешность средства измерения не превышает предельно допустимого значения или относительная вариация прибора меньше его класса точности. При проведении поверки рекомендуется одно- или двукратная поверка во всех определённых точках шкалы. Это относится к аналоговым средствам измерения. В цифровых приборах число поверяемых точек зависит от принципа измерения.
Узловым вопросом при поверке является вопрос выбора соотношения допустимых погрешностей образцового и поверяемого средств измерения. Это соотношение выбирают в интервале от 1 : 2 до 1 : 10 соответственно для образцового и рабочего прибора. На практике чаще всего пользуются соотношениями 1 : 3, применяемым в случаях, когда вводятся поправки к показаниям СИ, 1 : 4 и 1 : 5 [4, 417].
Другим важным вопросом при поверке является соотношение диапазонов измерения образцового и рабочего приборов. При этом ДИ образцового должен быть по крайней мере не меньше, а даже больше, ДИ поверяемого прибора, а шкала образцового должна иметь большее количество делений:
ДИобр. > ДИ пов. или ХВ обр. > ХВ пов., если ХН = 0.
Допускается применение четырёх методов поверки средств измерений:
непосредственное сличение с эталоном;
сличение с помощью компаратора;
прямые измерения величины;
косвенные измерения величины.
Для средств технологических измерений применяются следующие методы поверки:
прямое измерение поверяемым СИ величины, воспроизводимой образцовым прибором. При этом значения образцовых величин выбираются соответствующими оцифрованным отметкам шкалы рабочего прибора, по шкале рабочего снимают показания и определяют погрешность;
непосредственное сличение поверяемого СИ с образцовым того же вида.
Этот вид поверки предусматривает два способа.
Первый способ удобен для автоматизации поверочных работ и позволяет с помощью одного образцового прибора поверить сразу несколько рабочих. Значения измеряемых величин устанавливаются на шкале образцового прибора (ОП), а по шкале поверяемого (ПП) снимаются показания и определяется погрешность (рисунок 1).
Рисунок 1 – Поверка с определением погрешности по рабочему прибору
Второй способ позволяет точнее, чем первый, определить погрешность, так как шкалы образцовых приборов имеют обычно больше делений, чем шкалы рабочих. По второму способу значение величины устанавливается на шкале поверяемого прибора, а показания и погрешность определяются по шкале образцового (рисунок 2).
Рисунок 2 – Поверка с определением погрешности по образцовому прибору
Для сличения с помощью компаратора необходим компаратор – прибор сравнения, с помощью которого сличаются поверяемое и эталонное средства измерения. Потребность в компараторе возникает при невозможности сравнения показаний приборов, измеряющих одну и ту же величину, например, двух вольтметров, один из которых пригоден для постоянного тока, а другой – переменного. В подобных ситуациях в схему поверки вводится промежуточное звено – компаратор. Для приведённого примера потребуется потенциометр, который и будет компаратором. На практике компаратором может служить любое средство измерения, если оно одинаково реагирует на сигналы как поверяемого, так и эталонного измерительного прибора. Достоинством данного метода специалисты считают последовательное во времени сравнение двух величин.
Метод косвенных измерений применяется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые. Этим методом определяют вначале не искомую характеристику, а другие, связанные с ней определённой зависимостью. Искомая характеристика определяется расчётным путём. Например, при поверке вольтметра постоянного тока эталонным амперметром устанавливают силу тока, одновременно измеряя сопротивление. Расчётное значение напряжения сравнивают с показателями поверяемого вольтметра. Метод косвенных измерений обычно применяют в установках автоматизированной поверки.
Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него или техническую документацию наносится оттиск поверительного клейма или выдается «Свидетельство о поверке». Если средство измерений по результатам поверки признано непригодным к применению, оттиск поверительного клейма гасится, «Свидетельство о поверке» аннулируется, выписывается «Извещение о непригодности» или делается соответствующая запись в технической документации.
Ответственность за ненадлежащее выполнение поверочных работ и несоблюдение требований соответствующих нормативных документов несёт орган Государственной метрологической службы или юридическое лицо, метрологической службой которого выполнены поверочные работы.
Таким образом, поверка производится тогда, когда возникает сомнение в сохранности паспортных метрологических свойств средств измерения одним из четырёх методов: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; прямые измерения величины; косвенные измерения величины. Поверка имеет положительный результат, если ни в одной из поверяемых точек погрешность средства измерения не превышает предельно допустимого значения или относительная вариация прибора меньше его класса точности.
Заключение
В заключение можно сделать следующие выводы. Существует достаточное разнообразие видов поверки, методов и способов, применяемых в определённых ситуациях и случаях, поскольку такая метрологическая операция как поверка проводится не только в установленные метрологическими службами сроки, но и в случаях, когда возникает сомнение в пригодности средства измерения к работе.
Поверка необходима для всех используемых средств измерения: для рабочих средств в первую очередь, поскольку они непосредственно применяются при разного рода измерениях (в том числе технологических), для образцовых, являющихся более точными, чем рабочие средства, но одинаково с последними нуждающимися в метрологическом надзоре и контроле, а также для эталонов несмотря на высокую точность из изготовления. При этом поверка осуществляется средством измерения, в несколько раз превосходящим по точности поверяемое средство (как минимум в два раза), и имеющим более широкий диапазон измерения. Это необходимо для достижения требуемой точности поверки, для достоверности её результатов.
Поверка СИ производится в соответствии с нормативными документами, утверждаемыми по результатам испытаний по утверждению типа средства измерений. Результатом поверки является подтверждение пригодности средства измерений к применению или признание средства измерений непригодным к применению. Поверка имеет положительный результат, если ни в одной из поверяемых точек погрешность средства измерения не превышает предельно допустимого значения или относительная вариация прибора меньше его класса точности. Результаты поверки для многих средств измерений представляют в виде протокола, который является основным документом, имеющим юридическое значение.
Список литературы
ГОСТ 16263-70 «ГСИ. Метрология. Термины и определения».
Лифиц И.М. Стандартизация, метрология и сертификация: Учебник. – 7-е изд., перераб. и доп. – М.: Юрайт-Издат, 2007. – 399 с.
Сергеев А.Г. Метрология: Учебник. – М.: Логос, 2005. – 272 с.
Фарзане Н.Г., Илясов Л.В., Азим-заде А.Ю. Технологические измерения и приборы: Учебник для студентов вузов. – М.: Высшая школа, 1989. – 456 с.
22
Δ
30
25
20
15
10
30
20
10
ОП
ПП
Δ
ПП
ОП
10
20
30
25
20
15
10
30
1
3
5
1
3
5
6
1
3
4
5
1
3
4
5
6
а)
б)
в)
г)
0,5