Как найти вариацию показаний

Вариация показаний

Вариация
показаний измерительного прибора
нормируется пределом допускаемого
значения табл. 1.1. Вычисляется вариация
по формуле

V=(Δ_δ–
Δ_M)

1.14.

здесь
Δ_δ
и Δ_M
– абсолютные погрешности прибора в
данной точке диапазона измерений при
подходе к ней со стороны больших (справа-
обратный ход) и меньших (слева- прямой
ход) значений. Причиной вариации является
трение в опорах осей вращения, износ
кернов и подпятников, а также гистерезисные
явления в пружинах и ферромагнитных
сердечниках приборов.

Часто
вариацию выражают в процентах:

где
V
определяется 1.14.

А_Nпов–
нормирующее значение поверяемого
прибора (1.8.,1.8а.)

1.2.3.
Общие вопросы поверки приборов прямого
действия (непосредственной оценки).

Приборы
этого типа составляют основную массу
электроизмерительных приборов.

При
их поверке, как правило, выполняются
следующие операции (про­верки):

1.
внешний осмотр прибора,

2.
опробование,

3.
определение влияния наклона на показания
прибора,

4.
проверка электрической прочности
изоляции и определение сопротивления
изоляции,

5.
определение основной погрешности и
вариации показаний,

6.
определение величины невозвращения
указателя к нулевой отметке шкалы,

7.
определение времени успокоения подвижной
части прибора,

8.
определение погрешности срабатывания
контактного устройства,

9.
определение основной погрешности записи
показаний.

Конкретный
перечень обязательного минимума операций
устанавливается

в
зависимости от назначения прибора и
вида проверки.

1.2.4.
Выбор метода поверки

Для
определения основных погрешностей
вариаций показаний, амперметров,
вольтметров, ваттметров и варметров
широкое распространение получили метод
сличения с показаниями образцового
прибора, компенса­ционный метод и
метод термоэлектрического компарирования.
Менее широко распространено применение
калибраторов.

Метод
сличения наиболее прост, не требует
сложного оборудования и высокой
квалификации поверителя. Практически
метод применяется для поверки приборов
класса точности 0,5 и менее точных.

Компенсационный
метод применяют для поверки приборов
класса точности 0,5 и более точных на
постоянном токе. Метод термоэлектрического
компарирования применяют для поверки
приборов класса точности 0,2 и более
точных на переменном токе.

1.2.5.
Поверка амперметров и вольтметров –
методом сличения

1.2.5.1.
Выбор средств поверки.

При
поверке методом сличения необходимо
выбрать образцовый при­бор, источник
питания и в некоторых случаях масштабный
измеритель­ный преобразователь
(делители, шунты). Соотношение относительных
(абсолютных) погрешностей образцового
и поверяемого приборов должно быть, по
крайней мере
1:5.
Инструкция допускает применение
образцовых приборов, у которых погрешность
только в 2,5 раза меньше допустимой
погрешности поверяемого прибора, однако
в этом, случае необходимо вводить
поправки к показаниям образцового
прибора.

Класс
точности образцового прибора следует
рассчитывать по формуле

где
К_обр
и К_пов
– численное обозначение классов точности
поверяемого и образцового приборов.

А_Nпов
и А_Nобр
– значения шкалы поверяемого и образцового
приборов.

По
возможности следует стремиться к тому,
чтобы системы образцо­вого и поверяемого
приборов были одинаковыми. Очень удобно
использование цифровых приборов в
качестве образцовых.

1.2.5.2.
Нормирование метрологических параметров
амперметров и вольтметров.

Одной
из основных характеристик прибора
является
erо
класс точности который определяет
пределы допускаемых основных и
дополнительных погрешностей (табл.|1.1.)

Таблица
1.1.

Нормируемая величина	Допустимое значение % для прибора класса точности
	Обозн.
0,1	0,2	0,5	1,0	1,5	2,5	4	5
Основная погрешность	γ δоп.	0,1	0,2	0,5	1,0	1,5	2,5	4	5
Вариация показаний	V:An	0,1	0,2	0,5	1,0	1,5	2,5	4	5

При
поверке приборов должны соблюдаться
нормальные условия как для поверяемого
прибора, так и для образцовых средств
измерений
(табл.
1.2.)

Таблица

l.2.

Влияющая величина (ВВ)	Допустимое отклонение ВВ для приборов классов
Наименование	Ед. измерен.	0,05 ± 0,5	1 ± 4,0
Угол наклона	Градус	1	2
Температура	С	2	5
Напряжение	%	2	2
Частота	%	2	2
Коэф. нелин. искаж.	%	1 ± 5	2 ± 5
Sln U или I	—	—	—

Необходимо
исключить
влияние
на приборы ферромагнитных масс, других

приборов,
внешних магнитных и электрических
полей.

Рекомендуемые
методики проведения отдельных проверок
будут проведены
далее при описании экспериментов.

1.3
Объекты и средства исследования.

1. лабораторный
   стенд с регуляторами тока и напряжений
   (описание в
   лаборатории).

2.
поверяемый амперметр переменного тока

3.
поверяемый вольтметр постоянного тока

4.
Образцовые амперметр и вольтметр

5.
Цифровой вольтметр

6.
электромеханический секундомер

7.
Звуковой генератор

8.
Набор вольтметров различных систем
(4-5)

1.4.
Подготовка к работе.

Подготовить
протокол исследований. По литературе
(Л1, Л6,Л7) ознакомиться с порядком
организации и проведения поверки,
предписываемым стандартами.

Уяснить
сущность понятий абсолютная, относительная,
приведенная ошибка, поправка, класс
точности прибора, вариация, время
успокое­ния, частотная характеристика.
Ознакомиться с системой обозначений
на шкалах электроизмерительных приборов.

1.5.
Программа работы.

1.5.1.
Знакомство с лабораторным стендом.

По
описанию, находящемуся в лаборатории
необходимо ознакомиться с конструкцией
стенда, расположением приборов и
оборудования, правилами работы с
отдельными приборами. Заполнить 2 и 3
графы таблицы 1.3
протокола.

1.5.2.
Внешний осмотр

Перед
поверкой следует произвести внешний
осмотр прибора для выяв­ления
механических дефектов, которые могут
привести к ошибкам при измерении, быстрой
порче прибора (щели в корпусе, через
которые может проникнуть пыль, влага,
стрелка погнута, шкала покороблена…)
При обнаружении таких дефектов поверяемый
прибор признаётся непри­годным к
применению и дальнейшей поверке не
подлежит.

1.5.3.
Проверка правильности отсчётов со шкалы
и определение

вариации
показаний амперметра переменного тока

методом
сличения

Для
проверки собирается схема рис.1.1.

Ix

1
2 3 4 5

Источник

регулируемого
переменного

тока

поверяемый.
Образцовый.

6

Рис.
1.1. Схема для проверки отсчётов амперметра
проверка проводится путем проведения
экспериментов прямого (при увеличении
Ix
от
0 до проверяемой отметки шкалы) и обратного
хода (при уменьшении Ix
от максимального значения шкалы Ax
до
проверяемой отметки шкалы). Проверяют,
как правило, только оцифрованные точки
шкалы Ах. Плавно изменяя Ix,
указатель поверяемого прибора (без
проскока за отметку) устанавливают на
проверяемую отметку α_ix
и только потом по образцовому прибору
определяют действительное значение
тока, сняв отсчет α_id.

Результаты
экспериментов занести в 4, 5 к 6 графы
таблицы 1.3. по окончании схему не
разбирать.

Таблица
1.3.

Наименование приборов	Показания приборов	Средняя абсолютная погрешность	Основная приведённая погрешность	Вариация показаний прибора	Испытание изоляции прибора	Время успокоения подвижной части прибора	Заключение о соотв. классу и возможн. аботы без необходимого ремонта
Тип	Поверяемый	образцовый
Класс Система Заводской номер Пределы шкалы	Проверяемые точки шкалы	Ход по шкале
Прямой	Обратный
Проверяемый	Образцовый	αix	αid.пр	αid.обр.	Δiср.	γi	V
А(В)	А(В)	А(В)	А(В)	%	%	МОм	с
2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
Амперметр. Э-30 ( 1,5 Эл. Магн. 704839 IA	Амперметр. (0,5 Эл. Магн. 74670 IA	0,4 0,6 0,8 I
Вольтметр М-367 ( 1,5 магнит. Эл. 202542 7,5 В	Вольтм.ВМ-1 ( 0,5 магн. Эл. 5155 7,5В

1.5.4.
определение времени успокоения подвижной
части шкалы

Схема
измерения остается прежней. Регулируя
ток установить стрелку Ах на геометрической
середине его шкалы. Не меняя положения
регулирующего органа регулятора тока,
отключить питание регулятора, и после
успокоения
колебаний
указателя Ах (стрелка Ах станет на 0)
вновь включить питание регулятора и
одновременно нажать кнопку секундомера.
Время, в течение которого стрелка
установится на середине шкалы и называется
временем успокоения. Оно измеряется
секундомером, от момента включения
питания регулятора до момента, когда
колебания стрелки около середины шкалы
не превысят 1% длины шкалы. Измерение
произвести не менее 3-х раз. Среднее
арифметическое из 3-х результатов занести
в графу 11 табл. 1.3.

Оно
не должно превышать 4с для большинства
приборов. Схему не разбирать.

1.5.5.
Определение собственного потребления
прибора

Схема
прежняя. Установив с помощью регулятора
номинальное (максимальное) значение
Iхн
по шкале
Ах,
определить с помощью Ао действийтельное
его значение Iхнд.
С помощью вольтметра определить
напряжение Uхнд
на Ах при номинальном токе. Вычислить
мощность, потребляемую амперметром.

Sхнд
= Iхнд
Uхнд
1.16.

и
записать в протокол. Выключить питание
стенда и схему разобрать. Вычислить
значения Δ_iср
, γ_i
,
и занести в 7, 8. и 9 графы таблицы 1.1. По
дополнительному заданию преподавателя
определить сопро­тивление изоляции
прибора, результат измерения занести
в таблицу 1.1. графа 10.

1.5.6.
Проверка правильности отсчётов со шкалы
вольтметра постоян­ного тока.

Собрать
схему рис. 1.2.1. и плавно изменяя напряжение,
проделать опыты прямого и обратного
хода (см. 1.5.3) определите время успокоения
(1.54.). Результаты занесите в соответствующие
графы табл.. 1.1.

21
7 9

Источник

регулируемого

напряжения

постоянного

тока

26
8 10

Рис.1.2.
Схема для проверки отсчётов вольтметра.
Обработав результаты экспериментов
заполните 7, 8, 9 и 10 графы таблицы 1.1.

1.5.7.
Определений дополнительных частотных
погрешностей вольтметров по частотную
характеристикам.

Собрать
схему рис. 1.3.

31
13 15 46 18

Генератор

звуковых
волн

С-95
ИВ-4 Э-30 ЭЛВ ВЗ-38

36
14 16 47 19

Рис.
1.3. Схема для снятия частотных характеристик
вольтметров.

Установить
первую из частот указанных в табл. 1.4.

Таблица
1.4.

F[Гц]	50	100	200	400	600	800	1000	1500	2000	5000	104	1,5∙ 104	2∙ 104	30	Раб. диап. Приб
Lg f	1,7	2	2,3	2,6	2,8	2,9	3	3,2	3,3	3,7	4	4,2	4,3	1,5
Тип приб.	Отсчёты по шкалам приборов (αif )
C-95	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55	55
ИВ-4
Э-30
ЭЛВ
ВЗ-38

По
вольтметру
С-95
установить выходное напряжение генератора
в пределах от 50 до 60 В (например 55 В) и,
снимая отсчеты со шкал
V2, V3, V4, V5
записывать их в первую графу таблицы
1.4. Установить новое значение частоты,
по вольтметру С-95 восстановить выходное
напряжение генератора прежним (55 В)
снять и записать отсчеты. Установить
третье

значение
частоты и т.д. до последней точки 30 Гц.

1. Контрольные
   вопросы

1.
Что такое поверка? Есть ли разница между
терминами “поверка” и “проверка”?
Из чего состоит поверка приборов прямого
действия?

2.
Какие существуют методы поверки? Как
выбирается образцовый прибор при поверке
методом сличения амперметров и вольтметров
непосредственной оценки?

3.
Что такое абсолютная, относительная и
приведенная погрешности? Основная и
дополнительная? Класс точности прибора?
Вариация?

4.
Как оценивается точность результатов
измерений полученных с помощью прибора
определённого класса? Как оценивается
точность конкретного прибора?

1.7.
Содержание отчета.

1.
Схемы 1.1., 1.2., 1.3.

2.
Таблицы 1.3, 1.4.

1. Частотные
   характеристики приборов V₂
   ÷ V₅,
   построение в осях

(см.
табл. 1.4.)

α_jf

lg
f где
j-
номер вольтметра.

1.8.
Расчеты и построения

7,
8, 9
и 12 колонки таблицы 1.1. заполняются
используя нижеприводимые

соотношения

где

α_ix
– проверяемая
точка шкалы поверяемого прибора

α_id
пр
– отсчет со шкалы образцового прибора
при прямом ходе
(I_id
пр.х
; U_id
пр.х
)

α_id
об.х
– отсчет со шкалы образцового прибора
при обратном ходе

(I_id
об.х
; U_id
об.х)

А_NX
– нормирующее (номинальное) значение
шкалы поверяемого прибора. В графе 12
записывается итог поверки. Используя
данные таблицы 1.4. построить частотиые
характеристики приборов вида
α_jf=α
(lg f)

Приведенная
дополнительная погрешность от изменения
частоты определяется:

α_jf
-отсчёт
со шкалы вольтметра
№j
на частоте f

α_j50
-отсчёт
со шкалы
вольтметра
на частоте 50 Гц

Определить
и указатель на графике и в таблице 1.4.
рабочий частотный диапазон, т.е. диапазон,
где γ_доп
≤
k

Соседние файлы в папке ККР и лабы

• #
• #

Вариация – прибор

Cтраница 2

Вариацию прибора определяют одновременно с основной погрешностью и вычисляют как разность действительных значений измеряемой величины, соответствующих одной и той же точке шкалы проверяемого прибора при прямом и обратном ходе указателя.
 [16]

Вариацией прибора называют наибольшую разность между повторными показаниями, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины при неизменных внешних условиях. Вариация выражается обычно в процентах от диапазона шкалы и не должна превышать допустимую основную погрешность. Вызывается вариация силами трения в подвижных элементах прибора.
 [17]

Отчего возникает вариация прибора.
 [18]

Основная погрешность показаний и вариация прибора могут быть определены двумя способами. При первом способе на вход манометра подают расчетное значение измеряемого давления и погрешность определяют как отношение разности между расчетным ( см. табл. 9) и фактически измеренным значениями выходного сигнала к диапазону изменения сигнала ( 0 8 кгс / см2), выраженное в процентах. Вариацию определяют как отношение разности показаний образцового манометра на данной точке при прямом и обратном ходе указателя к диапазону изменения сигнала ( 0 8 кгс / см2), выраженное в процентах.
 [19]

Основная погрешность показаний и вариация прибора могут быть определены двумя способами. При первом способе на вход манометра подают расчетное значение измеряемого давления и погрешность определяют как отношение разности между расчетным ( см. табл. 18) и фактически измеренным значениями выходного сигнала к диапазону изменения сигнала ( 0 08 МПа), выраженное в процентах. Вариацию определяют как отношение разности показаний образцового манометра на данной точке при прямом и обратном ходе указателя к диапазону изменения сигнала ( 0 08 МПа), выраженное в процентах.
 [20]

Основная погрешность показаний и вариация прибора могут быть определены двумя способами. При первом способе на вход манометра подают расчетное значение измеряемого давления и погрешность определяют как отношение разности между расчетным ( см. табл. 20) и фактически измеренным значениями выходного сигнала к диапазону изменения сигнала ( 0 08 МПа), выраженное в процентах. Вариацию определяют как отношение разности показаний образцового манометра на данной точке при прямом и обратном ходе указателя к диапазону изменения сигнала ( 0 08 МПа), выраженное в процентах.
 [21]

Сопротивление изоляции, погрешность и вариация прибора не должны быть меньше значений, указанных в технических условиях или стандартах, по которым были выпущены приборы.
 [22]

Тарировка приборов является эффективным средством повышения точности измерения до уровня вариации прибора ( см. ниже), не считая погрешности эталона.
 [23]

Действительная погрешность прибора может быть меньше обозначаемой классом, а в случае тарировки она приближается к сумме вариации прибора и погрешности ( класса) эталона, служащего для проверки.
 [24]

Удовлетворительная работа самопишущего прибора с записью чернилами может быть достигнута при вращающем моменте прибора не менее 5 Г см, та как в противном случае вариации прибора из-за трения пера о бумагу становятся чрезмерно большими. При необходимости получить запись при помощи измерительного механизма, имеющего вращающий момент менее 5 Г см, прибегают к точечной или искровой записи. Точечная запись осуществляется по методу падающей дужки, использованному, например, в конструкции пирометрического милливольтметра типа СГ ( самопишущий гальванометр), общий вид которого показан на рис. 11 – 1, а на рис. 11 – 2 дана схема его действия. Дужка 5 падает на стрелку и прижимает ее к бумаге.
 [26]

Основная погрешность – погрешность показания прибора, соответствующая нормальным условиям его работы. Вариация прибора v – наибольшая ( полученная экспериментально) разность между повторными показаниями изме рительного прибора при поверке одной и той же отметки шкалы прибора в неизменных внешних условиях.
 [27]

Из-за наличия случайных погрешностей основная погрешность поверяемого прибора на какой-либо отметке шкалы почти всегда имеет одно значение при возрастающих нагрузках и другое – при убывающих. Разность между двумя значениями основной погрешности, полученными таким путем, называется вариацией прибора.
 [28]

Серийно выпускаемая аппаратура для регистрации на диаграммной бумаге обеспечивает фиксацию результатов измерений в функции времени с погрешностью 0 5 % диапазона шкалы. В эту величину входят как градуировочная погрешность, так и временная нестабильность показаний и вариация прибора. Эту цифру трудно снизить и довести до 0 25 – класса точности аппаратуры в режиме измерений, так как основная составляющая погрешности обусловливается свойством бумажной диаграммной ленты изменять свои размеры в зависимости от изменяющейся влажности воздуха в помещении, где установлена аппаратура.
 [29]

Зазоры в звеньях, передающих движение от движка потенциометра до записывающего и показывающего устройства ( пера и стрелки), вызывают вариацию прибора 1, а в некоторых случаях и смещение нуля.
 [30]

Страницы:  

   1

   2

   3

Определение вариации показаний

• При калибровке инструментов вам может потребоваться определить наличие и размер изменений измерений. Это следует делать не только тогда, когда вам нужно создать таблицу поправок к показаниям, но также когда вам нужна только базовая оценка ошибок и приемлемое соответствие ошибок. Чтобы прояснить последний случай, приведен числовой пример. Двойная проверка на одной из отметок шкалы дала значение ошибки, равное +2 и -1%, с ошибкой ± 2,5% и ошибкой 2,5%.

Как видите, приборы, измерения которых не превышали установленные пределы погрешности, были недостаточны для колебаний в измерениях, достигающих 3%. Одной из причин изменения значения измерения измерительного прибора с подвижной частью является трение в точке контакта между подвижной частью и неподвижной частью механизма. При проверке таких инструментов и определении результирующего отклонения В случае трения измерения проводятся как минимум дважды.

Существенным недостатком микрокаторов является применение для отсчета показаний тонкой, едва заметной стрелки, расположенной на относительно большом расстоянии от шкалы.
Людмила Фирмаль

Измеренное значение плавно увеличивается и плавно уменьшается. В этом случае значение измерения должно быть отрегулировано таким образом, чтобы указатель измерительного устройства приближался, не приближаясь к соответствующей шкале на той или другой стороне. Во многих случаях необходимо учитывать не только изменения в показаниях калиброванного прибора, но также и изменения в показаниях стандартного прибора.

Несмотря на то, что большинство измерений не характеризуются изменчивостью, измерение все равно равно как минимум 2, если при проверке их используются стандартные приборы, которые могут иметь изменчивость показаний Должно быть сделано один раз. Влияние флуктуаций в показаниях примерного прибора устраняется путем расчета среднего значения результатов измерений. Если необходимо изменить положение устройства для устранения внешних воздействий (см. Стр. 111), количество измерений должно быть не менее 4 при одновременном определении изменения показаний.

• Однако в этом случае изменение определяется индивидуально как разница между показаниями устройства в каждой позиции. Обратите внимание, что описанный метод обнаружения изменений индикации не совсем соответствует определению изменения индикации на стр. 164. Любое количество инструкций по измерению не должно превышать предела допустимых изменений. На практике валидация ограничена 2-4 показаниями, но при таких условиях ожидается наибольшая разница в показаниях.

Однако этот метод не обеспечивает полной уверенности в том, что фактическое отклонение показаний не превышает предела, полученного во время проверки при использовании прибора по следующим причинам: Во-первых, способ обнаружения изменения показаний во время проверки основан на предположении, что источником изменения является другое физическое явление, такое как трение или гистерезис, и что перемещение указателя задерживается при приближении к шкале, соответствующей измерению.

В эталонном хозяйстве государства к существующим 60 эталонам предстоит разработать вновь или дополнить и коренным образом реконструировать свыше 10 эталонных комплексов, в которые предполагается включить государственные и рабочие эталоны.
Людмила Фирмаль

На практике показания прибора зависят от ряда случайных причин, но эти эффекты возникают с эффектами трения или гистерезиса, то есть, по крайней мере, с некоторым логическим влиянием на направление. Тем не менее, размер отклонения по своей природе является случайным. Кроме того, из-за других случайных эффектов изменчивость, полученная при определении значения изменчивости, не является полностью надежной.

Тем не менее, когда вышеуказанный метод используется для нормализации и различения отклонений индикации, это почти всегда предполагает, что эффекты явлений трения и гистерезиса имеют приоритет над другими случайными эффектами и являются наиболее опасными На основании. Вторая причина неполной достоверности определения изменений показаний описанным способом заключается в плавности и надежности увеличения или уменьшения измерения без пересечения установленных границ из-за состояния регулятора и последователей.

Это зависит от квалификации. Если инструмент проверен на многих уровнях, надежность вышеупомянутого приема немного улучшается. Значение изменения измеренного значения — это максимальная разница между измеренными значениями, полученными для всех меток.

Смотрите также:

Решение задач по метрологии с примерами

Если вам потребуется заказать решение по метрологии вы всегда можете написать мне в whatsapp.