лое. Лое. Методические указания по проведению практических занятий по метрологии и измерительной технике для студентов всех специальностей очной формы обучения
 Скачать 1.9 Mb.
|
|
Задача № 2.22 О  пределить, пригоден ли вольтметр класса точности 0,2 в качестве образцового прибора для поверки вольтметра, класс точности которого имеет на шкале условный знак вида- . Пределы измерений вольтметров одинаковы и равны 10В. Соотношение между погрешностями образцового средства измерений (ОСИ) и поверяемого средства измерений (ПСИ) считать достаточным, если в любой точке шкалы ПСИ выполняется условие: .Решение: Пределы измерений у вольтметра, который предполагается использовать в качестве образцового, и у поверяемого вольтметра одинаковы и равны 10В. Так как поверка должна осуществляться на всех оцифрованных отметках шкалы поверяемого прибора, то поверяемые точки – 1,2,3,4,5,6,7,8,9 и 10В. В соответствии с условиями задачи, поверка будет возможна, если в любой поверяемой точке шкалы соотношение между пределами допускаемой основной абсолютной погрешности ОСИ и допускаемой основной абсолютной погрешности ПСИ удовлетворяет указанному неравенству. Определим пределы допускаемой основной абсолютной погрешности каждого из средств измерений для всех поверяемых точек шкалы, руководствуясь таблицей 3.1 учебного пособия [4]: Условный знак класса точности 0.2, говорит о том, что это СИ имеет только аддитивную погрешность и предел допускаемой абсолютной погрешности в любой точке шкалы определяется для него выражением:  .Следовательно  для всех точек шкалы этого прибора. 2 ) Условный знак класса точности говорит о том, что это СИ имеет только мультипликативную погрешность и предел допускаемой абсолютной погрешности в любой точке шкалы для него определяется выражением: .Таким образом, для поверяемого прибора  и возрастает линейно от  = 0,01В на отметке шкалы, соответствующей 1В, до = 0,1В на отметке шкалы 10В.3) Сравнивая величины  и в соответствующих точках шкалы поверяемого прибора, можно сделать вывод, что требуемое соотношение между погрешностями образцового и поверяемого средств измерений выполняется только на отметках шкалы 6,7,8,9 и 10В. И не выполняется на отметке шкалы 5В и менее. Следовательно вольтметр класса точности 0.2 не подходит в качестве ОСИ для поверки вольтметра класса точности . О твет: вольтметр класса точности 0.2 не пригоден в качестве образцового для поверки вольтметра класса точности .Следует отметить, что соотношение между пределами допускаемых погрешностей ОСИ и ПСИ, указанное в условии задачи, может быть записано и для пределов допускаемых относительных погрешностей этих средств. В этом случае критерий пригодности СИ для использования его в качестве образцового запишется в следующем виде:  С использованием этого соотношения решение задачи будет следующим (см. таблицу 3.1 учебного пособия): Определяем предел допускаемой относительной погрешности ОСИ  . Как следует из формулы, предел допускаемой относительной погрешности вольтметра, который предполагается использовать в качестве образцового, изменяется по шкале от  = 2% на отметке шкалы 1В, до = 0,2% на отметке шкалы 10В.Определяем предел допускаемой относительной погрешности ПСИ  . Таким образом, для поверяемого прибора предел допускаемой относительной погрешности имеет постоянную величину, равную  =1%, для всех точек шкалы.3. Сравнивая величины и в соответствующих точках шкалы поверяемого прибора снова видим, что требуемое соотношение между погрешностями двух средств измерений выполняется только на отметках шкалы 6В и более и не выполняется на отметках шкалы 5В и менее.О твет: вольтметр класса точности 0.2 не пригоден в качестве образцового для поверки вольтметра класса точности 2.6.3. Задачи для самостоятельного решения 1. Оцените годность пружинного манометра класса точности 1,0 на 60 кПа, если при поверке его методом сличения с образцовым манометром класса точности 0,2 в точке 50 кПа при повышении давления было зафиксировано 49,5 кПа, а при понижении 50,2 кПа. 2. Определить класс точности амперметра с пределом измерения  А, поверяемого с помощью компенсатора постоянного тока. Поверяемым точкам шкалы амперметра 0,2; 0,4; 0,6; 0,8; 1,0 А соответствуют следующие значения токов, измеренные компенсатором: 0,2038; 0,3976; 0,8021; 0,9982 А.3. Годность амперметра класса точности 1,0 с конечным значением 1 А пытаются оценить путем сличения его показаний на конечной отметке шкалы с показаниями другого амперметра, класса точности 0,2 с конечным значением 5 А. Определите, достаточно ли точности второго амперметра, чтобы сделать однозначный вывод о годности первого (для осуществления поверки точность ОСИ должна быть минимум в 3 раза выше точности поверяемого). 4. При поверке дистанционного парогазового термометра класса точности 2,5 с пределом измерений 100С были получены следующие показания образцового термометра в оцифрованных точках поверяемого:
Оценить годность дистанционного термометра. 5. Температура в термостате измерялась техническим термометром со шкалой 0 500С, класса 4,0. Показания термометра 346С. Одновременно температуру измеряли лабораторным поверенным термометром, показания которого были 352С. Поправка к показаниям его, согласно свидетельству о поверке (1С). Определите, не выходит ли за пределы допустимой основной погрешности действительное значение погрешности технического манометра. 3. Стандартизация и сертификация 3.1. Стандартизация, вопросы для самоконтроля Дайте определение понятию «стандартизация». Назовите основные объекты стандартизации. Сформулируйте основные цели и задачи стандартизации. Приведите и поясните классификацию видов стандартов. Назовите известные вам методы стандартизации и дайте им краткую характеристику. Дайте определение и поясните суть метода предпочтительных чисел и метода симплификации (ограничения). Что общего между этими методами стандартизации? Поясните суть метода базовых конструкций (метода типизации) как одного из методов стандартизации. Приведите известный вам пример использования этого метода в радиоэлектронике. Поясните суть таких методов стандартизации, как агрегатирование и унификация. Что общего в этих методах и в чем их различие? Дайте определение понятию «категория стандарта». Назовите известные вам категории стандартов и поясните суть деления стандартов на категории. Поясните суть понятия «стандартизация по достигнутому уровню». Поясните суть понятия «опережающая стандартизация». Поясните суть понятия «комплексная стандартизация». Что такое отраслевой стандарт, стандарт предприятия, технические условия? Что между ними общего и в чем различие? Что такое международный стандарт? Кто разрабатывает и принимает эти стандарты, и как они используются? Поясните, каким образом осуществляется государственный контроль и надзор за соблюдением государственных стандартов? Дайте краткую характеристику следующим стандартам используя их обозначения: ГОСТ 8.381-80 ГСИ; ГОСТ Р 50646-94; ГОСТ Р ИСО/МЭК 17025-2000; ГОСТ Р 51000.3-96 (ЕN 45001). 3.2. Сертификация, вопросы для самоконтроля Дайте определение понятию «сертификация». Какие преимущества дает сертификация продукции? Дайте определение сертификата соответствия. Сформулируйте основные цели сертификации. Что такое система сертификации? Объясните термин «участник сертификации». Перечислите основных участников системы сертификации. Что такое объект сертификации? Приведите примеры различных объектов сертификации. Дайте определение понятию «схема сертификации». Объясните причины разделения сертификации на обязательную и добровольную. Назовите и кратко поясните этапы процесса сертификации. Какие схемы используются при сертификации продукции? Что такое знак соответствия? Назовите обязанности органа по сертификации и испытательной лаборатории. Что такое декларация о соответствии? При каких условиях может приниматься декларация о соответствии? Что такое система качества? С какого времени в России действует система сертификации ГОСТ Р? Что (какие документы) включает нормативно-техническое обеспечение сертификации? Какими факторами определяется выбор обязательной или добровольной сертификации? Кто и каким образом определяет схему сертификации продукции? В чем заключаются задачи инспекционного контроля при сертификации? В каких случаях происходит приостановка или отмена действия сертификата соответствия? 4. Измерение электрических величин 4.1. Общие принципы построения измерительных приборов 4.1.1. Вопросы для самоконтроля 1) Дайте определение понятию «сигнал измерительной информации». Какие основные типы сигналов используются в измерительной технике? В чем их основное отличие? Дайте определения понятиям: «информативный параметр сигнала» и «неинформативный параметр сигнала». Приведите примеры. Назовите два основных вида структурных схем измерительных приборов. В чем их принципиальное отличие? Как влияют мультипликативные погрешности отдельных звеньев на общую погрешность измерительного прибора прямого преобразования? Как влияют аддитивные погрешности отдельных звеньев на общую погрешность измерительного прибора прямого преобразования? Как влияют мультипликативные погрешности отдельных звеньев в цепи прямого преобразования на результирующую погрешность измерительного прибора уравновешивающего преобразования? Как влияют мультипликативные погрешности отдельных звеньев в цепи обратного преобразования на результирующую погрешность измерительного прибора уравновешивающего преобразования? Как влияют аддитивные погрешности отдельных звеньев цепи прямого и обратного преобразования на результирующую погрешность прибора уравновешивающего преобразования? 4.2. Электромеханические приборы прямого преобразова ния 4.2.1. Вопросы для самоконтроля 1) Нарисуйте обобщенную структурную схему электромеханического измерительного прибора и объясните назначение каждого звена. 2) Запишите обобщенное дифференциальное уравнение движения подвижной части измерительного механизма. 4) Что такое уравнение шкалы электромеханического измерительного механизма? Запишите в качестве примера уравнение шкалы какого- либо измерительного механизма. 5) Назовите наиболее часто используемые для измерения электрических величин системы электромеханических измерительных приборов. Как система обозначаются на шкале прибора? Что является отличительным признаком системы измерительного механизма? 6) Что такое логометр? В чем заключается принципиальное отличие логометра какой-либо системы от обычного измерительного механизма этой системы? 7) Выведите уравнение преобразования (уравнение шкалы) приборов следующих систем: а) магнитоэлектрической; б) электромагнитной; в) электростатической; г) электродинамической. Объясните, какое значение тока (или напряжения) измеряет прибор соответствующей системы при работе на переменном токе. 8) Устройство и работа приборов индукционной системы. В чем особенность работы приборов этой системы? Какое значение тока (или напряжения) измеряют приборы этой системы при работе на переменном токе? 9) Что такое комбинированный электромеханический измерительный прибор? Какие системы комбинированных измерительных приборов Вы знаете? Назовите их и изобразите условный знак системы. 10) Нарисуйте схему измерительного прибора выпрямительной системы: а) с однополупериодным выпрямителем; б) с двухполупериодным выпрямителем. Какое значение тока или напряжения будут измерять эти приборы (без учета способа градуировки шкалы)? 11) Изобразите схему измерительного прибора термоэлектрической системы. Какое значение тока или напряжения будут измерять приборы этой системы? 4.2.2. Примеры решения задач Задача № 4.1 Определить показания IП. амперметра магнитоэлектрической системы при включении его в цепь периодического тока треугольной формы, приведенной на рисунке, с полным размахом 1А, причем I1 =0.75 А , I2= 0,25А, а  . Решение: Из теории работы магнитоэлектрических измерительных механизмов известно, что угол отклонения подвижной части пропорционален среднему за период значению переменного тока, т.е. постоянной составляющей переменного тока. Постоянная составляющая периодического сигнала любой произвольной формы определяется выражением:  . Следовательно, для нахождения показания магнитоэлектрического амперметра следует записать аналитическое выражение изображенного сигнала i(t) и вычислить значение тока I0.Аналитическое описание сигнала, приведенного на рисунке, имеет вид:  где:    Для сигналов, имеющих простую геометрическую форму, подобных сигналу, изображенному на рисунке, можно использовать геометрическую интерпретацию интеграла (как площадь под кривой) и тогда решение будет более простым:  , где  ;  а .Используя эти соотношения находим Io  Ответ: Iп=Io= 0,25 А. |