БІЛОРУСЬКИЙ Державний університет інформатики РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ
Кафедра метрології і стандартизації
РЕФЕРАТ
На тему:
В«Методи і способи повірки СІ. Перевірочні схеми В»
Мінськ, 2008
Класифікація методів повірки
Під методами повірки розуміють методи передачі розміру одиниць фізичної величини. В основу класифікації застосовуваних методів повірки покладено такі ознаки, в відповідно до яких СІ можуть бути повірені:
1) без використання компаратора або приладу порівняння, тобто безпосереднім звіренням вивіреного СІ з еталонним СІ того ж виду;
2) звіренням вивіреного СІ з еталонним СІ того ж виду за допомогою компаратора або інших засобів порівняння;
3) прямим вимірюванням вивіреним СІ значення фізичної величини, що відтворюється еталонної мірою;
4) прямим вимірюванням еталонним СІ значення фізичної величини, що відтворюється подвергаемой повірці заходом;
5) непрямим вимірюванням величини, що відтворюється мірою або вивіреним приладом, що піддаються перевірці;
6) шляхом незалежної (автономної) повірки.
Розглянуті методи повірки можуть мати свої різновиди, однак за своєю суттю вони можуть бути зведені до одного з перерахованих вище методів.
Метод безпосереднього звірення
При повірці даним методом встановлюють необхідні значення вимірюваної величини X і порівнюють показання вивіреного приладу Х п і еталонного приладу Х е. . Різниця між їх показаннями буде визначати абсолютну похибку вивіреного приладу
О” = Х п - Х е. (1)
яку призводять до нормованому значенню X N для отримання приведеної похибки:
Оі =. (2)
Цей метод на практиці може бути реалізований двома способами:
1) реєстрацією суміщень. При цьому способі покажчик вивіреного приладу суміщають з поверяемой відміткою шкали. Похибка вимірювань визначають розрахунковим шляхом за формулою (1), як різниця між показанням вивіреного приладу (рисунок 1, а) і дійсним значенням, визначеним за показами еталонного приладу (рисунок 1, б).
а) б)
Малюнок 1
2) Отсчітиваніе похибки за шкалою вивіреного приладу. Суть способу пояснюється на малюнку 2.
Похибка визначають як відстань між поверяемой відміткою і покажчиком вивіреного приладу.
а) б)
Малюнок 2
Перший спосіб зручний тим, що похибка можна більш точно відрахувати по еталонному приладу.
Гідністю другого способу є те, що ми можемо одночасно повіряти кілька приладів за допомогою одного еталонного.
Основним достоїнством методу безпосереднього звірення є простота і відсутність необхідності застосування складного обладнання.
Метод звірення за допомогою компаратора (приладу порівняння)
Цей метод застосовують тоді, коли неможливо або складно порівняти свідчення двох приладів або двох заходів.
Виміри в цьому випадку виконують шляхом введення в схему повірки компаратора, дозволяє побічно порівнювати дві однорідні або різнорідні фізичні величини.
компаратора може бути СІ, однаково реагує на сигнал еталонного і вивіреного СІ.
Наприклад, при звіряння заходів опору, ємності й індуктивності в якості компаратора використовують мости постійного або змінного струму. При порівнянні заходів опору і ЕДС - потенціометри.
Звірення заходів за допомогою компаратора здійснюється з використанням тієї чи іншої різновиди методу порівняння. Найбільш поширеними є методи протиставлення і заміщення.
Суть цих методів полягає в наступному. При використанні методу протиставлення два порівнювані величини подаються на різні входи компаратора, а при використанні методу заміщення - в одну і ту ж частину схеми подається одна величина, а потім інша. Спільним для цих методів повірки є вироблення різницевого (Диференціального) сигналу
О”Х = Х - Х м . (3)
Якщо О”Х зводиться до нулю шляхом зміни значення X м заходи, тоді цей метод називається нульовим. Якщо ж значення dх не дорівнює нулю - диференціальним.
При використанні методу протиставлення два порівнювані величини подаються на входи компаратора одночасно, що дозволяє зменшити вплив на результати повірки впливають величин, так як ці впливають величини практично однаково спотворюють сигнал.
Гідністю методу заміщення є те, що дві порівнювані величини включаються в одну і ту ж частина схеми. Це дозволяє виключити похибки, що виникають внаслідок несиметрії схеми компараторів.
Недолік нульового методу заміщення полягає в тому, що ми повинні мати міру, дозволяє відтворювати будь-яке значення вимірюваної величини без істотного пониження точності.
Особливістю диференціального методу порівняння є можливість отримання достовірних результатів звірення навіть при використанні порівняно грубих засобів для вимірювання різниці.
Метод прямих вимірювань
Суть його полягає в прямому вимірі вивіреним приладом значення фізичної величини відтворюється мірою. Практична реалізація методу прямих вимірювань пред'являє до заходів наступні вимоги:
1) можливість відтворення мірою тієї ж фізичної величини, в одиницях якої проградуйована повіряти СІ;
2) достатній для перекриття всього діапазону вимірювання вивіреного СІ діапазон фізичних величин відтворюваних мірою;
3) відповідність точності заходи, а в ряді випадків і її типу і плавності зміни розміру вимогам, які пред'являються до НД по повірці даного СІ.
Визначення основної похибки вивіреного СІ проводять двома способами:
1) зміною розміру заходи до суміщення покажчика вивіреного СІ з поверяемой відміткою, тобто способом безпосередньої оцінки. Похибка визначають в цьому випадку за формулою (1).
2) попередньою установкою розміру заходи, рівного номінальному для даного показання вивіреного СІ, з подальшим відліком значення Х п і розрахунком похибки за формулою (1).
Реалізація цих двох способів можлива при наявності магазину заходів, що дозволяють досить плавно змінювати значення фізичної величини.
Метод непрямих вимірювань
Суть методу непрямих вимірювань полягає в наступному: проводять прямі виміри декількох фізичних величин за допомогою еталонних СІ і отримують значення X 01 , X 02 , ..., X 0 m . Потім, використовуючи відому функціональну залежність f між цими величинами і величиною, яка вимірюється вивіреним приладом, визначають дійсне значення величини, тобто знаходять результат непрямого вимірювання за формулою:
Q 0 = f (X 01 , X 02 , ..., X 0 m ). (4)
Метод використовується тоді, коли дійсні значення величин, що вимірюються вивіреним засобом вимірювань неможливо або важко визначити прямим вимірюванням або коли непрямі вимірювання більш прості або точні.
Наприклад, повірка електричного лічильника активної енергії за допомогою зразкового ватметра і секундоміра. За свідченнями ватметрів визначають значення потужності P 0 і підтримують її незмінною протягом часу t 0 , яке в свою чергу визначається по еталонному секундоміром. Тоді дійсне значення енергії W 0 можна розраховувати за формулою:
W 0 = P 0 в€™ t 0 ,
а похибка вивіреного лічильника визначити з виразу
Оґ = ((W П - W 0 )/W 0 ) 100%.
При виконанні повірки методом непрямих вимірювань слід враховувати той факт, що кінцевий результат і похибку непрямого вимірювання залежить від складових похибок прямих вимірювань:
О”W 0 =.
...