Методика калибровки группового эталона с наминальным значением 10 в 6. курсач Рыбцов. Введение Особенности калибровки мер группового эталона
 Скачать 399.9 Kb.
|
 Введение………………………………………………………….3 1.Особенности калибровки мер группового эталона…………4 2.Выбор средства измерений и методики……………………...4 3.Анализ государственной поверочной схемы……………..…5 4.Описание метода калибровки………………………….......…6 Заключение…………………………………………………......13 Источники………………………………..............…………..…14 Приложение А.............................................................................15 Введение. Цель работы заключается в том, чтобы создать методику калибровки группового эталона с номинальным значением  Ом, которая определяет порядок действий при выполнении исследований и определения действительного значения сопротивления мерного электрического сопротивления (МЭС) постоянного тока из группового эталона с номинальным значением сопротивления 100 Ом и 10 кОм. Передача размера единицы – приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке (калибровке). Целью калибровки является определение метрологических свойств калибруемого прибора, определение его пригодности для проведения измерений или подтверждение того, что калиброванный прибор соответствует определенным метрологическим требованиям (поверка). Для достижения цели необходимо решить следующие задачи: подбор стандартов по поверочной схеме для средств измерений выбранной величины и по методике поверки анализ описания показателей точности эталона статистический анализ метрологических характеристик измерений в форме погрешности и неопределенности измерений Особенности калибровки мер группового эталона с номинальным значением 104 Ом. меры электрического сопротивления однозначные (ОМЭС) — катушки сопротивления меры электрического сопротивления многозначные (ММЭС) — магазины сопротивлений Стандарт ГОСТ 8.237-2003 распространяется на однозначные меры электрического сопротивления (далее — меры) в диапазоне номинальных значений сопротивления от 0,1 мОм до 1 ГОм по ГОСТ 23737, применяемые в цепях постоянного (ОМЭС) и переменного тока до частоты 1 МГц (универсальные ОМЭС — УОМЭС). Стандарт устанавливает методику первичной и периодической поверок рабочих мер классов точности от 0,0005 до 0,2 и периодической поверки мер, используемых в качестве рабочих эталонов электрического сопротивления 1, 2 и 3-го разрядов. При проведении поверки мер должны быть выполнены операции, указанные в таблице 1. Таблица 1 — Операции, выполняемые при поверке ОМЭС и УОМЭС
Выбор средства измерений и методикидля обеспечения необходимой точности Электрическое сопротивление — физическая величина, характеризующая свойство проводника препятствовать прохождению электрического тока и равная отношению напряжения на концах проводника к силе тока, протекающего по нему. Сопротивление для цепей переменного тока и для переменных электромагнитных полей описывается понятиями импеданса и волнового сопротивления. Сопротивлением (резистором) также называют радиодеталь, предназначенную для введения в электрические цепи активного сопротивления. Ом (русское обозначение: Ом; международное обозначение: Ω) — единица измерения электрического сопротивления в Международной системе единиц (СИ). Ом равен электрическому сопротивлению участка электрической цепи, между концами которого протекает постоянный электрический ток силой 1 ампер при напряжении на концах цепи 1 вольт[1]. Единица названа в честь немецкого учёного Георга Симона Ома. В Международную систему единиц (СИ) ом введён решением XI Генеральной конференцией по мерам и весам в 1960 году одновременно с принятием системы СИ в целом На средства измерения электрического сопротивления от 0,1 мОм до 1 ГОм распространяется ГОСТ 8.237-2003 Анализ государственной поверочной схемы. Анализ государственной поверочной схемы по ГОСТ Р 8.764-2011(рис.1) В качестве рабочих средств измерений электрического сопротивления постоянного тока используют измерители электрического сопротивления (омметры, мосты постоянного тока) в диапазоне измерений от 1 мкОм до 10 ПОм, однозначные и многозначные меры электрического сопротивления в диапазоне от 100 мкОм до 100 ТОм. В качестве рабочих средств измерений электрического сопротивления переменного тока используют измерители электрического сопротивления (омметры, мосты переменного тока) и измерители в диапазоне измерений сопротивления (проводимости) от 1 мкОм до 100 МОм (от 10 нСм до 1кСм) и однозначные и многозначные меры электрического сопротивления (проводимости) в диапазоне от 1 мОм до 100 МОм (от 10 нСм до 1 кСм) — в диапазоне частот от 50 Гц до 1 МГц. В качестве однозначных мер электрического сопротивления допускается использовать прецизионные резисторы. Предел допускаемых относительных погрешностей А,рабочих средств измерений составляет от0,005 % до10%. Классы точности рабочих средств измерений составляют от 0,0005 до 5.  Рисунок 1 – Поверочная схема ГОСТ Р 8.764-2011 Описание методики калибровки. 1. СРЕДСТВА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 1.1. При проведении исследований и определении действительного значения сопротивления МЭС должны использоваться: Компараторы типа УМИС-2, УМИС-2М; Термостат с погрешностью поддержания температуры 0,01 оС; Тарные МЭС с номинальным значением сопротивления 100 Ом, 10 кОм, нестабильностью за 8 часов не более 5.10-8, температурным коэффициентом сопротивления (ТКС) не более 3.10-6 1/оС. 1.2. Для контроля температуры должны использоваться ртутные или платиновые термометры, обеспечивающие определение температуры с погрешностью не более 0,01 оС. 1.3. Допускается использовать другие средства измерений, аттестованные в установленном порядке и удовлетворяющие по точности требованиям настоящей методики. 2. УСЛОВИЯ ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ 2.1. При проведении исследований МЭС из состава группового эталона должны соблюдаться следующие условия: температура в помещении (20 0,5) оС, относительная влажность воздуха в помещении (60 15) , атмосферное давление (101 4) кПа. 2.2. МЭС из состава группового эталона и тарная МЭС должны быть помещены в масляный или воздушный термостат в соответствии с требованиями технической документации. Температуру в термостате поддерживают равной 20 оС с погрешностью согласно п.1.2. 2.3. Мощность, рассеиваемая при измерениях на каждой из МЭС не должна превышать 0,01 Вт. 2.4. Чувствительность нулевых индикаторов в установках УМИС-2, УМИС-2М должна быть достаточной для обеспечения СКО результатов измерений не более 5.10-8. 2.5. Внешние электрические и магнитные поля, кроме земного, должны отсутствовать, либо находиться в пределах, не влияющих на работу измерительной аппаратуры. 3. ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ 3.1. При проведении измерений необходимо выполнять требования соответствующих разделов технических условий и технических описаний на средства измерений и аппаратуру, применяемых при работе с групповым эталоном. 3.2. Сотрудники, выполняющие измерения, должны пройти курс обучения для работы на применяемых средствах измерений. 4. ПРОВЕДЕНИЕ ИССЛЕДОВАНИЙ 4.1. За значение, хранимое и воспроизводимое групповым эталоном, принимают среднее арифметическое значение электрического сопротивления МЭС, входящих в его состав. Указанное значение принимается неизменным в течение межповерочного интервала. 4.2. Значение электрического сопротивления МЭС из состава группового эталона (среднее арифметическое значение сопротивления) устанавливается по результатам международных сличений. 4.3. Определение величины временного дрейфа значения группового эталона является одним из основных направлений постоянных метрологических работ и исследований, проводимых с групповым эталоном. 4.4. Величину временного дрейфа гр (нестабильность) значения группового эталона за время Т определяют как разность гр = хгр1 - хгр2, где хгр1 и хгр2 - отклонение значения группового эталона от номинального значения при сличениях вначале и конце межповерочного интервала Т (интервала между сличениями). 4.5. Значение хгр определяется как  ,где xi - относительные отклонения сопротивления отдельных МЭС из состава группового эталона от номинального значения RH; k - число МЭС в составе группового эталона. Значения xi определяются на основе данных, полученных при сличениях. 4.6. В период между сличениями значения xi определяются исходя из среднего арифметического значения хгр,хранимого групповым эталоном. Измерения проводятся по замкнутому циклу замещения (рис.1) R1 R2 ...Ri... Rk R1, где R1 Rk - отдельные МЭС из состава группового эталона. В качестве тарной меры используется МЭС, удовлетворяющие требованиям п.1.1. настоящей методики. Для группового эталона 100 Ом используется тарная мера с номинальным значением сопротивления 100 Ом, для группового эталона 10 кОм - тарная мера с номинальным значением сопротивления 10 кОм. 4.7. В результате поочередного включения всех МЭС из состава группового эталона в плечо “Rx” компаратора получают показания ri, которые позволяют определить значения xi по формулам x1 = r1 + C x2 = r2 + C xi = ri + C xk = rk + C x1 = r1К + C C = xгр - rср, где С - постоянная компаратора;  -среднее арифметическое из показаний компаратора при включении отдельных МЭС из состава группового эталона; r1К - показание компаратора при повторном включении R1 для контроля стабильности показаний, в результатах вычислений не учитывается. Рисунок 2 - Измерение МЭС группового эталона методом замещения  Рисунок 3 - Поверка МЭС при использовании всех МЭС группового эталона 4.8. Исходя из полученных значений xi вычисляют действительные значения сопротивления МЭС группового эталона Ri = RH(1 + xi) 4.9. При поверке МЭС из состава рабочего эталона с номинальными значениями 100 Ом и 10 кОм могут использоваться три МЭС из состава группового эталона. Порядок выполнения измерений изложен в “Методике передачи размера ома от группового эталона к мерам с номинальными значениями сопротивления кратными и дольными десяти”. 4.10. При выполнении ответственных измерений МЭС с номинальными значениями 100 Ом и 10 кОм поверяются (исследуются) при использовании всех МЭС из состава групповых эталонов с соответствующим номинальным значением сопротивления (рис.2). Измерения проводятся по замкнутому циклу замещения R1 R2 ...Ri... Rk Rх1... Rхi R1, где Rx1 Rxi - поверяемые (исследуемые) МЭС. Вычисления проводятся аналогично п.4.7. x1 = r1 + C xi = ri + C xk = rk + C xX1 = rX1 + C xXi = rXi + C x1 = r1К + C C = xгр - rср, где xX1 xXi - относительные отклонения сопротивления поверяемых (исследуемых) МЭС от номинального значения; rXi rXi - показания компаратора при включении поверяемых МЭС. RXi = RH(1 + xXi) 4.11. При выполнении измерений компаратор включается по схеме двойного моста при отношении 1:1. При сравнении МЭС с номинальными значениями 10 кОм возможно использование схемы двойного моста при отношении 10:1 с использованием тарной меры 1 кОм. 5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ 5.1. Оценку точности выполнения измерений МЭС при исследовании групповых эталонов согласно п.4.6., 4.7. производят путем статистической обработки результатов повторных наблюдений на основании нормального закона распределения случайных погрешностей. Среднюю квадратическую погрешность результатов единичных измерений (СКО) определяют по формуле  ,где m - число показаний компаратора при включении одной исследуемой меры; k - число мер, в составе группового эталона;  - сумма квадратов отклонений показаний компаратора при включении отдельных мер от их средних арифметических показаний. Число показаний m должно быть одинаковым для всех исследуемых МЭС. Пример расчета S приведен в приложении 1.5.2. Средняя квадратическая погрешность результата измерений (СКО) определяется по формуле  5.3. Погрешность определения значения xi для отдельной МЭС из состава группового эталона (учитывая положение п.4.1. о неизменности среднего значения группового эталона) составляет  5.4. При выполнении измерений согласно п.4.10., погрешность определения xxi оценивается по формуле  Заключение При написании курсового проекта была изучена специальная литература, включающая в себя статьи, национальный и межгосударственный стандарты, описаны теоретические аспекты и раскрыты ключевые понятия исследования. Для группового эталона с номинальным значением Ом была разработана методика калибровки в соответствии с национальным стандартом Российской Федерации «ГОСТ 8.764- 2011. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления», а так же в соответствии с межгосударственным стандартом «ГОСТ 8.237 – 2003 меры электрического сопротивления однозначные». В методике калибровки группового эталона были изучены основные разделы: область применения, на которые распространяется методика калибровки, средства калибровки, условия, при которых проводится калибровка, сам порядок проведения калибровки и обработка результатов калибровки. Источники ГОСТ 8.237-2003. Государственная система обеспечения единства измерений. Меры электрического сопротивления однозначные. Методика поверки. ГОСТ Р 8.764-2011. Государственная система обеспечения единства измерений. Государственная поверочная схема для средств измерений электрического сопротивления. ПРИЛОЖЕНИЕ 1 РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ МЭС ГРУППОВОГО ЭТАЛОНА
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||