Размещено на http://www.allbest.ru/

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

ОДЕСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ІНСТИТУТ ВИМІРЮВАЛЬНОЇ ТЕХНІКИ

Напрям підготовки Електротеплотехнічні вимірювання

КУРСОВИЙ ПРОЕКТ

З дисципліни Вимірювання електричних та магнітних величин

Тема проекту: Вибір еталонних і допоміжних засобів вимірювальної техніки, необхідних для повірки мультиметру типу Protek 4000

Одеса

2008

ЗМІСТ

Вступ

1. Призначення , метрологічні характеристики повіряємого приладу

2. Засоби нормування і форми вираження допустимих похибок цифрових вольтметрів

3. Порядок проведення періодичної повірки

4. Вплив можливостей невиявленого та фіктивного браку на результат повірки ЗВТ

5. Метод компарування

6. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по постійній напрузі

6.1 Розрахунок межі доступної похибки еталонних ЗВТ

6.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

7. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по змінній напрузі

7.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонів ЗВТ

7.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

8. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по силі постійного струму

8.1 Розрахунок межі доступної похибки еталонних ЗВТ

8.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

9. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по силі змінного струму

9.1 Розрахунок межі доступної похибки еталонних ЗВТ

9.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

10. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по опору

10.1 Розрахунок межі доступної похибки еталонних ЗВТ

10.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

11. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по ємності

11.1 Розрахунок межі доступної похибки еталонних ЗВТ

11.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

12. Вибір та обґрунтування вибору еталонів та допоміжних ЗВТ необхідних при проведені повірки по частоті

12.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

13. Складання локальної повір очної схеми по змінній напрузі

Висновок

Перелік нормативно технічної літератури

Список використаної літератури

ВСТУП

Засоби вимірювання напруги вдячно технічним та експлуатаційним достоїнствам являються найбільш розповсюдженими видами електронних засобів вимірювання.

До їх кількості відносять не тільки засоби вимірювань напруги В (засоби вимірювання напруги), а ще й окремі види чи типи інших підгруп засобів вимірювань.

В свою чергу найбільш розповсюдженими засобами вимірювання напруги стали електронні вольтметри. Це пояснюється наступними їх достоїнствами: широкий діапазон вимірювальних напруг - від 1-10 нВ до 0,1-1мВ; широким діапазоном частот вимірювальних напруг - від постійної напруги до надвисоких частот; високим вхідним опором, внаслідок чого в більшості практичних випадків режим напруг в колі не змінюється при підключенні до неї електричного вольтметра; високою відносною чутливістю, яка дозволяє виміряти напруги, які дорівнюють одиницям нановольт; відносно високою точністю вимірювань - похибка деяких вольтметрів не перевищує 0,005-0,2%; малим часом встановлення показників, які не перевішують декількох секунд; здатність витримувати значні перевантаження - (3-5) кратні; надійність в експлуатації та зручністю при вимірах.

Недоліками електронних вольтметрів е: необхідність їх градуювання та повірки, що потребує створювання відповідних серійних засобів повірки; залежність показів від форми кривої вимірюваної напруги; порушення градуіровки в часі старіння та нестабільності характеристик елементів схеми вольтметра; відносна складність їх електричної схеми.

Не дивлячись на це, електронні вольтметри широко використовуються в техніці електричних вимірювань, як в якості самостійних приладів. Так і в виді вимірювачів напруги, вбудованих в інші засоби вимірювання.

1. ПРИЗНАЧЕННЯ, МЕТРОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЦИФРОВОГО МУЛЬТИМЕТРА ФІРМИ « GSI » Protek 4000

Приміняться в інформаційно-вимірювальних системах, системах автоматичного контролю та регулювання чи в якості самостійного вимірювального приладу в лабораторних та виробничих умовах, для вимірювання різних фізичних величин.

Запуск приладу ручний, періодичний, дистанційний. Прилад має дистанційно - програмне керування видом вимірювань, родом праці, часом вимірювання у двійково - десятковому коді 8-4-2-1.

Прилад є двох строковим 4 ѕ розрядним, має вмонтований РКІ дисплей, протокол зв'язку TRMS, та модем зв'язку з ЕОМ з функцією RS - 232С. Вимірювання температури за допомогою додаткового адаптера.

Основні данні по мультиметру.

Діапазон вимірювання:

- напруги постійного струму - 1·10-5 - 1000 В;

- напруги змінного струму - 1·10-5 -750 В;

- сили постійного струму - 0 - 10А;

- сили змінного струму - 0 - 10А ( 50 - 1000 Гц );

- опору - 1·10-2-5·107Ом;

- ємності - 1·10-9 - 1·10-3 Ф;

- частоти - 0,01 Гц - 5·103 Гц;

- температури - - 20…+ 1200 ?С.

Похибка вимірювань:

- напруги постійного струму - ± 0,05 % + 5 од.;

- напруги змінного струму - ± 0,1 % + 20 од.;

- сили постійного струму - ± 0,2 ( 0,5 ) % + 5 од.;

- сили змінного струму - ± 0,5 % + 5 од.;

- опору - ± 0,2 % + 5 од.;

- ємності - ± 2 % + 5 од.;

- частоти - ± 0,01 % + 5 од.;

- температури ± 2 ?С.

Вихід приладу двохпровідний, незаземлений.

Встановлений час вимірювання - 0,01-0,1-1с.

2. ЗАСОБИ НОРМУВАННЯ І ФОРМИ ВИРАЖЕННЯ ДОПУСТИМИХ ПОХИБОК ВОЛЬТМЕТРІВ

Для цифрових електронних вольтметрів в відповідності з ГОСТ 140114 та практикою приладобудування приймають наступні засоби нормувань і форми вираження границь доступних похибок:

- у формі приведеної похибки (у відсотках)

(2.1)

- у формі відносної похибки (у відсотках)

(2.2)

або

(2.3)

В формулах (2.1)-(2.2) за нормуюче значення напруги Uk приймають верхню межу встановленого піддіапазону вимірювань. Для цифрових електронних вольтметрів змінної напруги дозволяється не нормувати границі допустимих відносних похибок в діапазоні від 0 до 0,1 Uk.

Межі допустимої основної похибки електронних вольтметрів встановлюють для нормальної області частот вимірюваних напруг. В цій області частот похибка вольтметра е найменшою для даного типу вольтметра. В цій же області встановлюють і частоту градуіровки вольтметрів. Робоча область частот вимірюваних напруг, як правило, істотно перевищує нормальну та утримує зазвичай кілька розширених областей частот.

Розширені області частот можуть бути нижче та вище нормальної. При цьому суміжні області частот повинні мати суміжні класи точності.

вольтметра, а також у вигляді функцій впливу, представлених формулами, кривими та таблицями.

При вимірюванні напруги електронними вольтметрами виникають й інші методичні похибки, які часто перевищують інструментальні похибки та важко піддаються оцінці. До таких треба віднести, в першу чергу, похибку внаслідок роз погодження (нерівномірності розподілу напруги в лінії передачі, в тому ж числі й у вхідному надвисокому ланцюгу вольтметра), похибка внаслідок шунтування вольтметром вимірюваного ланцюгу та інші.

До числа складових додаткових похибок електричних вольтметрів відносяться: частотна, внаслідок відхилення форми кривої вимірюваної напруги форми кривої градуйованої, відхилення температури навколишнього повітря від нормальних умов, напруги живлення від нормального значення, інші складові, які виникають в вольтметрах від впливу різних впливових величин (електромагнітні поля, вібрації).

Ці похибки нормують у вигляді допустимих похибок чи допустимих змін показів приладів в долях індексу класу точності чи суміжних класів точності

Більшість із систематичних інструментальних та методичних похибок електронних вольтметрів можуть бути достатньо точно визначити шляхом теоретичних чи експериментальних досліджень як окремих екземплярів приладів, так й окремих типів, та ураховані шляхом введення відповідних поправок. В зв'язку з цим велике значення в техніці вимірювань напруги мае планування вимірювань, яке включає в себе детальний розгляд шляхів виключення чи зменшення складових похибок.

3. ПОРЯДОК ПРОВЕДЕННЯ ПЕРІОДИЧНОЇ ПОВІРКИ

При періодичній повірці, як правило, виконуються наступні операції:

зовнішній огляд приладу;

випробування;

перевірка електричної міцності ізоляції і визначення опору ізоляції;

визначення основної похибки і варіації показів;

Конкретний перелік обов'язкового мінімуму операцій встановлюється залежно від призначення приладу і виду повірки.

Умови повірки. При повірці приладів повинні дотримуватися нормальні умови як для повіряємого приладу, так і для зразкових ЗВТ. Оскільки зразкові ЗВТ мають вищу точність, область нормальних значень для них вужча, тому умови повірки, як правило, визначаються нормальними умовами саме зразкових, а не повіряємих ЗВТ. Нормальні значення впливаючих величин указуються на приладі або в технічній документації.

Зовнішній огляд повіряємого приладу, переслідує дві цілі: сформулювати вимоги, які будуть пред'явлені до приладу при повірці;

виявити механічні дефекти, які можуть перешкоджати застосуванню приладу незалежно від правильності його показів.

Задачею зовнішнього огляду є виявлення дефектів, які можуть привести до помилок при вимірюваннях, швидкому псуванні приладу. До таких дефектів відносяться:

тріщини і щілини в корпусі приладу або місцях з'єднань окремих частин, через які всередину корпусу може проникнути пил або волога;

скло укріплене неміцно або має тріщини;

сторонні або від'єдналися предмети усередині приладу ( такі предмети легко знайти на слух при перевертанні приладу );

шкала приладу покороблена, відклеїлася або забруднена;,

дзеркальна смужка, яка служить для усунення похибок від паралакса, розбита або потускнівша; викривлена стрілка приладу;

розбиття шкали на розподіли між основними числовими відмітками не відповідає загальному характеру шкали; наприклад, шкала має квадратичний характер тобто стисла на початку і розтягнута в кінці в цьому випадку і розподіли між числовими відмітками повинні мати той же характер; особливо це відноситься до приладів, що вийшли з ремонту;

відсутні, розхитані або пошкоджені затиски, штепселі не відповідають кублам, несправні перемикачі.

При зовнішньому огляді перевіряється також робота коректора, який повинен дозволяти зміщувати покажчик приладу в обидві сторони від відмітки механічного нуля на 5 % довжини шкали і встановлювати його точно на нуль.

Необхідно виробити зовнішній огляд масштабних вимірювальних перетворювачів, вживаних сумісно з повіряємим приладом. Їх клас точності повинен бути принаймні на ступінь вище за клас точності повіряємого приладу.

При виявленні будь-якого з перерахованих дефектів в приладі або вживаному спільно з ним вимірювальному перетворювачі повіряємий прилад, признається непридатним до застосування і подальшої повірки не підлягає.

Випробування приладу ставить за мету переконатися, що вимірювальний механізм приладу реагує на зміну вимірюваної величини, а органи регулювання приладу здатні виконувати свої функції. У контактних приладах при цьому перевіряється працездатність контактного пристрою, а в самописних -- пристрої запису показів. Операція випробування в достатній мірі специфічна і залежить від виду повіряємого приладу.

В процесі випробування слід переконатися у відсутності «затирання» рухомої частини приладу. Для цього прилад підключають до джерела зразкового сигналу або до зразкової регульованої міри і плавно змінюють значення вимірюваної величини від мінімального до максимального і назад. Покажчик приладу при цьому повинен плавно переміщатися уздовж шкали без ривків і заїдань. Наявність останніх указує на те, що рухома частина приладу зачіпає за нерухому. Такі прилади непридатні до застосування.

У самописних приладах слід переконатися, що діаграмна стрічка переміщається при всіх швидкостях протяжки, а пристрій запису дає чітке зображення.

Перевірка електричної міцності і визначення опору ізоляції. Випробування електричної міцності ізоляції токоведущих частин засобів вимірювань обов'язково виробляється при випуску їх з виробництва або ремонту. Ізоляція між всіма ізольованими електричними ланцюгами і корпусом засобу вимірювання повинна витримувати протягом 1 мін дія змінної синусоїдальної напруги частотою 50 Гц. Значення цієї напруги при нормальних температурі і вогкості навколишнього повітря нормується залежно від номінальної напруги засобу вимірювання. В окремих випадках випробування ізоляції може вироблятися постійним струмом і при підвищеній вогкості.

Для випробування ізоляції застосовуються спеціальні установки, що дозволяють плавно змінювати напругу від нуля до найбільшого значення випробувальної напруги.

4. ВПЛИВ МОЖЛИВОСТЕЙ ПОМИЛКОВОГО І НЕВИЗНАЧЕННОГО БРАКУ НА РЕЗУЛЬТАТИ ПОВІРКИ ЗВТ

Для встановлення допустимої похибки при повірці використовуються наступні категорії (параметри) Рнчmax - імовірність незнайденного браку; Рсоб - імовірність фіктивного бракування у середньому, в - верхня границя фіктивного бракування, г - відношення контрольного допуску Дк до границі допустимої похибки Дд, Доп - найбільш можливе значення похибки повірки; дmax - найбільший вихід за допуск.

Вздовж осі ординат відхилена умовна ймовірність визнання ЗВТ гідним за результатами повірки Рn(x), а вздовж осі абсцис відношення істотного значення характеристики, що контролюється до гранично допустимої похибки повіряемого ЗВТ,

(3.1)

Ідеальна оперативна характеристика на рисунку 3.1 відображається у вигляді прямокутника з координатами Рn(x)=1 та х=1. у зоны гідності мае ординату Рn(x)=1 при х=1, а у зоні браку Рn(x)=0 при х=1. При такій методиці повірки гідні прилади приймаються з вірогідністю Р=1, а погані з такою ж вірогідністю бракуються - вірогідність безпомилковаї повірки =1. Але ідеальна методика повірки практично не здійснюеться, тому що передбачае використання зразкових засобів вимірювання з нескінченно малим розмахом оцінки (чи числом досліджень, що прагнуть до нескінченності)

Оперативна характеристика реальних методик повірки вимірювання від ідеальної та на рисунку 3.1 представлена безперервна лінія Рn(x). Вона розраховується за обліком границь точності зразкових засобів вимірювання за формулою:

 (3.2)

- умовна щільність розподілу нормалізованої характеристики . За умови, що Х прийняло конкретне значення, нормалізована похибка повірки.

У зоні гідності реальної оперативної характеристики, до якої відносяться дійсно гідні ЗВТ з похибками, ордината кривої являе собою умову вірогідності признання ЗВТ гідними за результатами повірки і буде менше одиниці.

Праворуч від відмітки Х=1 розміщується зона браку, до якої відносяться дійсно погані ЗВТ з похибками, але за результатами повірки, що розмітилися у числі негідних як незнайдений брак. В цій зоні ордината кривої Рn(x) уявляє собою умовні ймовірності незнайденого браку РНУ. У відмітці Х=1 значення ординати РНУ=РНУMAX. У методиці РНУMAX, дMAX та РФБ встановлюються за допомогою коефіцієнтів г та в (допоміжних параметрів), що вводиться в оперативну характеристику.

Коефіцієнт корекції допуску г=|ДК|/|ДД|<1 може змінитися від 0,2 до 1 у залежності від співвідношення ХП=|ДОД|/|ДД|, тобто впіввідношення гранично допустимої похибки ЗВТ, який повіряеться ДД. Верхняя границя зони фіктивного бракування в<1.

У зоні Х>дMAX вірогідність РНУ=0. засоби вимірювання, що цікавлять споживача мають максимальне значення ДMAX, повіряемої характеристики, яке не буде перевищувати ні одного екземпляру ЗВТ, що визнані гідними визначається за формулою:

(3.3)

Ця вірогідність характеризує долю фіктивно забракованих ЗВТ з числа гідних, що потрапили на повірку. Заштриховану кривими лініями площу у зоні в<X<1, що виражае долю забракованих приладів (фактично гідних), не можна розглядати, як фіктивний брак, тому це бракування проводиться у інтересах споживача.

Взаємозв'язок критеріїв якості повірки та допоміжних параметрів оперативної характеристики знаходять аналітичним шляхом, з розрахунком умовностей потужності розподілу нормалізованої оцінки з співвідношенням з видами нормованої похибки ЗВТ. Цей взаємозв'язок виражається формулами:

(3.4)

(3.5)

(3.6)

5. МЕТОД КОМПАРУВАННЯ

Метод порівняння за допомогою компаратора. Іноді неможливо безпосередньо порівняти показання вимірювальних приладів. Наприклад, неможливо порівняти показання двох вольтметрів, якщо один з них придатний для вимірювань тільки в колах постійного струму, а інший - тільки в колах змінного струму. Не можна також безпосередньо порівняти розміри мір магнітних і електричних величин (магнітного потоку, ємності, опору і т.п.).

Ці величини вимірюються шляхом введення в схему повірки деякої проміжної ланки, що одержала назву ком паруючого пристрою(скорочено - компаратора), що дозволяє побічно порівняти дві однорідні або різнорідні, фізичні величини. Компаратор може бути будь - який прилад, що однаково реагує на сигнал зразкового і повіряє мого засобу вимірювань. Найбільш часто як компаратори використовують мости постійного або змінного струму (при порівняння мір опору, індуктивності і ємності) і потенціометри (при порівнянні мір опору і ЕДС).

Звірення мір за допомогою компаруючого пристрою може здійснюватися методів зіставлення або методом заміщення. Спільним для цих методів є вироблення сигналу про наявність різниці розмірів порівнюваних величин. Якщо цей сигнал шляхом підбору, наприклад, розміру зразкової міри або шляхом примусової зміни її розміру буде зведений до нуля, то такий різновид методу зіставлення або заміщення одержує додаткове найменування нульового.

При нульовому методі заміщення спочатку до вхідних затисків моста приєднують міру Rп, що повіряється, і міст зрівноважують зміною опору плеча порівняння R3. потім міру Rп, що повіряється, відключають і замість неї цими ж провідниками приєднують зразкову міру Ro зі змінним розміром.

Вживання методу зіставлення дозволяє зменшити дію на результати повірки впливаючи величин з огляду на те, що вони практично однаково спотворюють сигнали, що подаються на входи компаратора.

Переваги методу заміщення полягає в послідовному в часі порівнянні двох величин. Внаслідок того, що ці величини включаються послідовно в одну і ту ж частину приладу порівняння, точність вимірювання підвищується в порівнянні з іншими різновидами методу порівняння, де асиметрія кіл, в які включаються порівнювані величини, приводить до виникнення систематичних похибок. Недолік нульового методу заміщення - необхідність мати СІ, що дозволяє відтворювати будь - яке значення відомої величини без істотного пониження точності.

Особливістю диференціального методу є можливість отримання достовірних результатів звірення двох СІ навіть при вживанні порівняно грубих засобів для вимірювання різниці. Проте реалізація цього методу вимагає наявності високоточної зразкової міри з номінальним значенням, близьким до номінального значення міри, що звіряється.

6. ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО ПОСТІЙНІЙ НАПРУЗІ

6.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань - Umin ч Umax - 1·10-5 -1000 B;

- допустима похибка - дД = ± ( 0,05 ± 5 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп = 0,05; вдоп=0,2;

- довірча ймовірність Рд = 0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(6.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(6.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(6.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1=0,1; r2=0,2; rmin=0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(6.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

(6.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(6.1.6)

повірка еталон похибка вольтметр

6.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схеми з'єднань, яка використовується при проведенні повірки

Для повірки мультиметру по постійній напрузі використовуються слідуючи установки:

- В1-13 з похибкою встановлення напруги 0,001-0,005 %;

- В1-28 з похибкою встановлення напруги 0,004-0,005 %;

- В1-12 з похибкою встановлення напруги 0,001-0,004 %;

Але більш доцільно використовувати калібратор Fluke 5500A.

Стандартний багатофункціональний калібратор Fluke 5500A призначається для калібрування цифрових і аналогових універсальних вимірювальних приладів, термометрів (термопар і RTD), портативних ватметрів, реєстраторів даних, токовимірювальних клещів, різних типів самописців, щитових вимірювальних приладів, калібраторів процесів, гармонійних аналізаторів потужності, а також багатьох інших аналогічних вимірювальних приладів.

Прилад 5520А підтримує всі можливості приладу 5500А, але має ще ширший діапазон застосування. Завдяки підвищеній точності, розширеним діапазонам характеристик і наявності додаткових функцій (включаючи струм до 20 А і можливість вимірювання тиску), а також завдяки здатності здійснювати калібрування 5,5 - і 6,5 - цифрових універсальних вимірювальних приладів, прилад 5520А можна застосовувати практично в будь-яких областях, що вимагають наявності поліпшених робочих характеристик.

Додаткові модулі і допоміжне приладдя забезпечують гнучкість і розширюють можливості

До приладів 5500А і 5520А можна замовити декілька додаткових модулів і допоміжного приладдя, яке позволить одержати дійсно закінчене рішення для калібрування. До числа таких модулів входять наступні:

* Модулі для калібрування осцилографів до 300 Мгц, 600 Мгц і 1,1 ГГц.

* Програмне забезпечення для калібрування і документування MET/CAL® Plus, яке допомагає автоматизувати процес калібровки, а також збирати і виводити на друк одержані результати.

* Повний спектр допоміжного приладдя, яке дає можливість підключати калібратор практично до будь-якого приладу, вимірювати відносну вогкість, температуру і тиск, калібрувати сильноточні струмовимірювальні кліщі і затискні вимірювальні прилади, а також зручно зберігати і перевозити калібратор.

Простота забезпечення відповідності вимогам стандартів якості

З появою таких стандартів, як ISO 17025, від калібрування потрібен більше, ніж просте проведення вимірювань. Ви також повинні мати документацію, відповідну вимогам по контролю якості і веденню звітності.

Додаткове програмне забезпечення MET/CAL® Plus фірми Fluke для платформи Microsoft Windows® спрощує документування ваших процедур, а також забезпечує їх адекватність і єдність вимірювань відповідно до вимог стандарту ISO 17025 і інших аналогічних стандартів якості. Крім того, дана програма виробляє збір і висновок на друк даних калібрування, а також допомагає послідовно, швидко і ефективно калібрувати самі різні прилади. Спеціально для роботи з приладами 5500А і 5520А призначається програма 5500/CAL, яка є особливою версією програми MET/CAL® Plus фірми Fluke. Оскільки дана програма взаємодіє з приладами по інтерфейсу RS-232 (через послідовний порт), для її роботи не потрібна наявність шин IEEE.



Рисунок 6.1 Зовнішній вигляд калібратора Fluke 5500A.

Основні данні:

- діапазон вимірювання напруги постійного струму 0 - 1020 В;

- межа основної похибки - 0,004 %;

7. ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО ЗМІННІЙ НАПРУЗІ

7.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань - Umin ч Umax - 1·10-5- 750 B;

- допустима похибка - дД = ± ( 0,1 ± 20 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп = 0,05; вдоп= 0,2;

- довірча ймовірність Рд = 0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(7.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(7.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(7.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1 = 0,1; r2 = 0,2; rmin= 0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(7.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

(7.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(7.1.6)

7.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схемі з'єднань

При повірці по напрузі змінного струму ми використовуємо калібратор Fluke 5500A, можливо використовувати і вітчизняні калібратори, але доцільніше використати даний калібратор так, як він універсально підходить для повірки всіх параметрів мультиметра та дає можливість підключатися з ним через ЕОМ, що значно спрощує повірку даного приладу.

Стандартний багатофункціональний калібратор Fluke 5500A призначається для калібрування цифрових і аналогових універсальних вимірювальних приладів, термометрів (термопар і RTD), портативних ватметрів, реєстраторів даних, токовимірювальних клещів, різних типів самописців, щитових вимірювальних приладів, калібраторів процесів, гармонійних аналізаторів потужності, а також багатьох інших аналогічних вимірювальних приладів.

Основні данні:

- діапазон від постійного струму 1 · 10-2 - 1020 В;

- межа основної похибки - 0,02…0,75 %;

- діапазон частот 10 Гц - 500 кГц.

8. ВИБІР ТА ОБГРУНТУАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО СИЛІ ПОСТІЙНОГО СТРУМУ

8.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань - Іmin ч І max - 0 - 10 А;

- допустима похибка - дД = ± ( 0,2 ( 0,5 ) ± 5 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп=0,05; вдоп=0,2;

- довірча ймовірність Рд=0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(8.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(8.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(8.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1 = 0,1; r2 = 0,2; rmin= 0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(8.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

(8.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(8.1.6)

8.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схем з'єднань

При повірці мультиметру Protek 4000 по постійному струму можна використовувати В7-46 з похибкою ±(0,1 ч 0,15)% та(чи) В7-40 (В7-10/2, В7-40/3 ) з похибкою встановлення сили струму ± 0,22 %. Але їх похибка більш допустимої еталонної д > дет.

Тому доцільно використовувати в якості еталону калібратор Fluke 5500A.

Стандартний багатофункціональний калібратор Fluke 5500A призначається для калібрування цифрових і аналогових універсальних вимірювальних приладів, термометрів (термопар і RTD), портативних ватметрів, реєстраторів даних, токовимірювальних клещів, різних типів самописців, щитових вимірювальних приладів, калібраторів процесів, гармонійних аналізаторів потужності, а також багатьох інших аналогічних вимірювальних приладів.

Діапазон відтворення та вимірювання - 0 - 11 А;

Межа допустимої основної похибки - 0,008 %.

9. ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО СИЛІ ЗМІННОГО СТРУМУ

9.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань - Іmin ч Іmax - 0 - 10 А;

- допустима похибка - дД = ± ( 0,5 ± 5 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп = 0,05; вдоп= 0,2;

- довірча ймовірність Рд= 0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(9.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(9.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(9.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1 = 0,1; r2 = 0,2; rmin= 0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(9.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

( 9.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(9.1.6)

8.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схем з'єднань

При повірці мультиметру Protek 4000 по постійному струму можна використовувати в якості еталону калібратор Fluke 5500A.

Стандартний багатофункціональний калібратор Fluke 5500A призначається для калібрування цифрових і аналогових універсальних вимірювальних приладів, термометрів (термопар і RTD), портативних ватметрів, реєстраторів даних, токовимірювальних клещів, різних типів самописців, щитових вимірювальних приладів, калібраторів процесів, гармонійних аналізаторів потужності, а також багатьох інших аналогічних вимірювальних приладів.

Діапазон відтворення та вимірювання - 0 - 11 А;

Межа допустимої основної похибки - 0,008 %.

Діапазон частот 10 - 500 · 103 Гц.

10. ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО ОПОРУ

10.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань - Rmin ч Rmax - 0.01 - 50 · 106 Ом;

- допустима похибка - дД = ± ( 0,2 ± 5 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп = 0,05; вдоп = 0,2;

- довірча ймовірність Рд = 0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(10.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(10.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(10.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1=0,1; r2=0,2; rmin=0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(10.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

(10.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(10.1.6)

10.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схем з'єднань

При повірці мультиметру Protek 4000 по опору можна використовувати в якості еталону калібратор Fluke 5500A. Який задовольняє умови повірки на всьому повірочному діапазоні від 0,01 Ом до 50 МОм, що є універсально для повірки, тому що непотрібно застосовувати інші допоміжні пристрої та прилади.

Стандартний багатофункціональний калібратор Fluke 5500A призначається для калібрування цифрових і аналогових універсальних вимірювальних приладів, термометрів (термопар і RTD), портативних ватметрів, реєстраторів даних, токовимірювальних клещів, різних типів самописців, щитових вимірювальних приладів, калібраторів процесів, гармонійних аналізаторів потужності, а також багатьох інших аналогічних вимірювальних приладів.

Діапазон відтворення 0 - 330 · 106 Ом.

Межа допустимої основної похибки 0,007 %.

11. ВИБІР ТА ОБГРУНТУВАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО ЄМНОСТІ

11.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань - Сmin ч Сmax - 1· 10-9 - 5 · 10-3 Ф;

- допустима похибка - дД = ± ( 2 ± 5 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп= 0,05; вдоп= 0,2;

- довірча ймовірність Рд= 0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(11.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(11.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(11.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1 = 0,1; r2 = 0,2; rmin= 0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(11.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

(11.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(11.1.6)

11.2 Вибір еталонів та допоміжних ЗВТ і складання схем з'єднань

При повірці мультиметру Protek 4000 по ємності можна використовувати в якості еталону калібратор Fluke 5520A. Який задовольняє умови повірки на всьому повірочному діапазоні від 1 пФ до 5 мФ, що є універсально для повірки, тому що непотрібно застосовувати інші допоміжні пристрої та прилади.

Стандартний багатофункціональний калібратор Fluke 5520A призначається для калібрування цифрових і аналогових універсальних вимірювальних приладів, термометрів (термопар і RTD), портативних ватметрів, реєстраторів даних, токовимірювальних клещів, різних типів самописців, щитових вимірювальних приладів, калібраторів процесів, гармонійних аналізаторів потужності, а також багатьох інших аналогічних вимірювальних приладів.

калібратор Fluke 5520A

Діапазон відтворення 0,1 · 10-9 - 110 · 10-3 Ф.

Межа допустимої основної похибки 0,1 · 10-9 - 110 · 10-3 Ф. - 0,19 - 1 %.

12. ВИБІР ТА ОБГРУНТУАННЯ ВИБОРУ ЕТАЛОНІВ ТА ДОПОМІЖНИХ ЗВТ НЕОБХІДНИХ ПРИ ПРОВЕДЕННІ ПОВІРКИ ПО ЧАСТОТІ

12.1 Розрахунок межі допустимої похибки еталонних ЗВТ

Вхідні данні:

- діапазон вимірювань -Fmin ч Fmax - 0.01 - 5 · 103 Гц;

- допустима похибка - дД = ± ( 0,01 ± 5 од. ) %;

- значення ймовірностей бдоп = 0,05; вдоп = 0,2;

- довірча ймовірність Рд = 0,997.

Визначаємо половину ширини поля допуску на контрольний параметр:

(12.1.1)

Для визначення середньоквадратичного відхилення від контролюємого параметру , необхідно задатись значенням коефіцієнту точності КТ, який визначається по формулі:

(12.1.2)

Вибираємо значення коефіцієнта точності КТ, КТ=1,5...4, вибираємо КТ=2

(12.1.3)



Параметр r визначається по монограмі, виходячи з заданих значень бДОП та вДОП. По першій монограмі визначаємо r1, по другій монограмі визначаємо r2.

Для розрахунку із цих двох значень вибирається мінімальне значення:

r 1=0,1; r2=0,2; rmin=0,1

Визначаємо середньоквадратичне відхилення похибки вимірювання параметру:

(12.1.4)

Визначаємо межу допустимого значення похибки еталона:

(12.1.5)

в залежності від заданої довірчої ймовірності ( 0,995 - 2; 0,997 - 3);

Додаткове значення похибки повинно бути в 3 раза меншим допустимої похибки повіряємого прибору.

Допустиме значення еталона при його виборі вибирається з 20 % запасом:

(12.1.6)

Виходячи з цих значень доцільно вибрати калібратор Fluke 5500A.

Висока точність встановлення частоти 25·10-6·f

Динамічний діапазон регулювання вихідної напруги 1·10-9 - 1В

Калібратор являється джерелом синусоїдальних сигналів з високою точністю та стабільністю частоти, телеграфним режимом роботи і широким діапазоном регулювання рівня вихідного сигналу.

Керування калібратора здійснюється як вручну, так і дистанційно від ЕОМ, передбачено автоматичне переключення частоти та вихідної напруги по програмі попереднього записаній в пам'ять приладу.

Основні данні:

- діапазон частот - 0,01 - 2·106 Гц;

- межа допустимої основної похибки встановлення частоти ± 25·10-6·f

14. ОПИСАННЯ ЛОКАЛЬНОЇ ПОВІРОЧНОЇ СХЕМИ ПО НАПРУЗІ ЗМІННОГО СТРУМУ

При проведенні повірки, у якості повіряємого засобу вимірювальної техніки, виступає мультиметр Protek 4000.

Повірку по напрузі змінного струму мультиметру Protek 4000 проводять за допомогою робочого еталону третього розряду калібратора Fluke 5500A, застосовуючи метод прямих вимірювань.

Атестацію калібратора Fluke 5500A за допомогою робочого еталону другого розряду - стандартних мір постійної напруги , використовуючи метод слічення за допомогою компаратора.

ВИСНОВОК

В курсовому проекті була розглянута повірка мультиметра Protek 4000 за допомогою калібратора Fluke 5520A. Було вивчено технічні та метрологічні характеристики цих приладів. В курсовому проектів були використані нові цифрові прилади закордонних виробників. Були переглянуто каталоги цих та інших виробників, після чого був зроблений висновок, що на даному розвитку сучасної електроніки всі нові прилади дають змогу полегшити роботу повірника за рахунок того, що в них є безпосередній зв'язок з ЕОМ по сучасним портам та протоколам. Також кожний прилад має свій РКІ дисплей.

Також була розглянута повірка цих приладів, та застосування їх у вітчизняній практиці. За допомогою цих пристроїв розширюється еталонна база нашої країни, що дозволяє розширювати спектр приладів.

НОРМАТИВНО-ТЕХНІЧНА ЛІТЕРАТУРА ТА ДОКУМЕНТАЦІЯ

Номер документа і рік видання	Назва документа
ДСТУ 3215-95	Метрологічна атестаці засобів вимірювальної техніки.
ДСТУ 2708-99	Повірка засобів вимірювальної техніки. Організація та порядок проведення.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

Справочник по электроизмерительным приборам. /Под ред. К.К. Илюнина. -Л.: Энергоатомиздат , 1983.

Основи метрологии и электрические измерения. /Под ред. Е.М. Душина. -Л.: Энергоатомиздат, 1987.

Электрические измерения: Учебник для техникумов. /Под ред. д.т.н. В.Н. Малиновского.-М.:Энергоиздат, 1982.

4Котур В.И. и др. Электрические измерения и электроизмерительные приборы. -М.:Энергоатомиздат, 1986.

5Любимов Л.И. и др. Поверка средств электрических измерений. - Л.: Энергоатомиздат, 1987.

6. Каталог фирмы Fluke.

Размещено на Allbest.ru