Вступна частина
У науці, техніці та повсякденному житті при дослідженні та описі явищ, процесів, а також властивостей і характеристик фізичних тіл використовують різні фізичні величини.
Відмінність цих величин один від одного, визначається різними властивостями явищ і тіл, відображає лише одну їхній бік - якісну. Поняття ж фізичної величини включає і іншу сторону - кількісну, що є індивідуальною для кожного об'єкта і оцінюється числовим вираженням величини, яке будемо називати значенням величини. Останнє, дає нам можливість зіставляти, порівнювати величини і робити математичні операції. Саме значення величини отримують, виконуючи вимірювання. Таким чином, для вимірювання характерно, перш за все, отримання кількісної інформації про вимірювану величину або так званої вимірювальної інформації.
Кількісна оцінка вимірюваної величини повинна відповідати двом вимогам.
По-перше: в результаті вимірювання потрібно отримати не просто число, а число іменоване, тобто у певних одиницях, загальноприйнятих для даної величини. Ця вимога диктується тими міркуваннями, що результати вимірювань повинні допускати порівняння і відповідну інтерпретацію, незалежно від того, ким або чим здійснене вимірювання.
По-друге: результат вимірювання повинен стримати оцінку точності отриманого значення вимірюваної величини.
Характерною рисою виміру є також і те, що цей процес обов'язково передбачає той чи інший простий або складний фізичний експеримент.
Відповідно до викладеного, виміром називають сукупність експериментальних операцій, що мають на меті отримання значення фізичної величини.
Для проведення вимірювань необхідні, природно, засоби вимірювання, за допомогою яких здійснюють вимірювальний процес, а також спосіб або метод вимірювання, що характеризується фізичним явищем, використовуваним при вимірюванні в залежності від застосовуваних засобів вимірювань.
Таким чином, вимір охоплює такі основні елементи:
Вимірювані величини
Умови вимірів
Одиниці фізичних величин
Методи вимірювань
Спостерігача
Результат вимірювання
У березні 1996 р. Законодавчі збори Жогорку Кенеша Киргизької Республіки прийняв Закон Киргизької Республіки "Про забезпечення єдності вимірювань». Закон складається з шести розділів і 26 статей.
Повторно був прийнятий в 2007 р.
Закон встановлює правові основи забезпечення єдності вимірювань в Киргизькій Республіці, обов'язкові для органів державної влади та місцевого самоврядування, а також юридичних та фізичних осіб (далі господарюючі суб'єкти). Закон спрямований на захист інтересів споживачів і держави від наслідків недостовірних вимірювань.
У статті 13 вказані сфери державного метрологічного нагляду і контролю, які поширюються у тому числі на торгові операції і взаємні розрахунки між покупцем і продавцем і т.д.
У статті 15 сказано, що засоби вимірювань, що підлягають державному нагляду і контролю, піддаються перевірці Киргизстандартом, а переліки груп засобів вимірювань, що підлягають повірці, затверджуються Киргизстандартом.
За рішенням Киргизстандарта допускається подання акредитованим метрологічним службам господарюючих суб'єктів право повірки засобів вимірювань. У статті 23 сказано, що засоби вимірювань, які не підлягають повірці, повинні піддаватися калібруванні.
Калібрування засобів вимірювань проводять метрологічні служби господарюючих суб'єктів, які повинні бути акредитовані Киргизстандартом на право проведення калібрування засобів вимірювань відповідно до КМС 45,8,002-95 «Державна система забезпечення засоби вимірювань. Порядок акредитації метрологічних служб державних органів та юридичних осіб ». Метрологічні служби для отримання атестата акредитації повинні мати:
Положення про метрологічну службу, затверджене у встановленому порядку
Обладнання, необхідне для виконання робіт у заявленій галузі акредитації.
Нормативні документи із стандартизації в заявленій області діяльності
Достатнього за кількістю і кваліфікації персоналу, що має професійну підготовку, кваліфікацію та досвід роботи в заявленій галузі акредитації.
Необхідні приміщення.
Еталони і допоміжне обладнання для проведення калібрувальних (перевірних) робіт у заявленій галузі акредитації.
Методи процедури калібрування (повірки).
Систему забезпечення якості.
Оглядова частина
Перевірку магазинів опору виробляють мостовим або компенсаційним методом шляхом вимірювання опору кожного резистора магазинів окремо або вимірюванням наростаючих значень опору.
При перевірці магазинів опору проводять такі операції-
зовнішній огляд
визначення початкового опору і його варіації
визначення дійсних значень опору магазину
визначення опору ізоляції (тільки під час випуску з виробництва або ремонту. А також при перевірці магазинів опір щаблі вищої декади яких дорівнює 10 ом і більше)
перевірка електричної міцності ізоляції (тільки під час випуску з виробництва і ремонту)
Засоби перевірки
При визначенні основної похибки магазинів опору компенсаційним або мостовим методом повинні застосовуватися засоби вимірювання відповідно до вимог.
Потенціометричне або бруківка вимірювальна ланцюг за допомогою якої виробляють повірку магазинів опору в поєднанні зі зразковими мірами повинна забезпечувати таку точність вимірювання при якій похибка визначення вимірюваних опорів не буде перевищувати 1 / 5 найбільшою допустимої похибки магазину опору для даних значень опорів.
Джерела струму для живлення потенциометрической ланцюга повинні забезпечувати таке сталість сили струму при якому за час повірки одному щаблі магазину опору зміна сили струму виражене у відсотках не виходить за межі = 1 / 10 значення допустимої похибки повіряються опорів магазину вираженої також у відсотках
Діючий потенциометрической або мостовий ланцюга нульової індикатор повинен володіти при нормальному режимі заспокоєння чутливістю дозволяє виявляти зміни опору вивіреного магазину опору, складові 1 / 15 значення допустимої похибки для відповідного опору
Окрім засобів застосовуються для визначення основної похибки для визначення інших параметрів магазину опору необхідні наступні засоби повірки -
1. прилад для вимірювання опору ізоляції з похибкою не більше 2,0%.
2. установка для випробування електричної міцності ізоляції дозволяє плавно підвищувати напругу від 0 до необхідного значення. Потужність випробувальної установки на стороні високої напруги повинна бути не менше 0.25 ква
3. ртутні термометри на діапазон температур 15-30 ° С з ціною поділки 0.1 і 0.5 ° С.
Типи приладів рекомендованих до якості зразкових і контрольних вказані в додатку.
Підготовка до повірці
Повірка магазинів опору повинна виробляється на постійному струмі, при дотриманні наступних умов:
а) відносна вологість повітря - не більше 80%;
б) температура навколишнього повітря
20 ± 1 о С - для магазинів класу 0,01;
20 ± 2 о С для магазинів класів 0,02 .0,05 і 0,1;
20 ± 5 о С - для магазинів класів 0,2;
15-30 о С - для магазинів класів 0,5 і 1,0;
в) часу витримки приладів при даній навколишнього температурі - не менше 12 ч.
При перевірці магазинів опору сила струму в них, а також і в застосовуваних при перевірці зразкових заходи і приладах не повинна перевищувати значень, що допускаються для будь-якого з них. При відсутності цих даних сила струму не повинна перевищувати значень, що відповідають виділенню потужності 0,05 Вт на будь-який з котушок магазину з опором в 1 Ом і вище; для котушок з опором нижче 1 Ом сила струму не повинна перевищувати 0,2 А.
Проведення повірки
При перевірці магазинів опору слід перевіряти відповідність їх основних характеристик межах, зазначених у додатку 3 ГОСТ 13564-68
За ГОСТ 13564-68 допускається також факультативна повірка інших типів магазинів опору з аналогічними характеристиками.
Магазини опорів це багатозначні міри опору.
Технічні вимоги у ММЕС опорів визначені ГОСТ 23737-79. Відповідно до цього стандарту клас точності ММЕС позначається у вигляді відношення двох чисел с / d або одним числом с.
Межа, що допускається основною похибкою магазину, виражений у відсотках від номінального значення, включеного опору, визначається за формулою:
δ доп .= ± [с + d (R max / R - 1)]
де с і d - числа складові позначення класу точності;
R max - найбільше значення ММЕС, Ом;
R - номінальне значення включеного опору, Ом;
Опір між затискачами ММЕС при установці перемикачів для всіх декад на нульові показання називається початковим опором.
Середнє значення початкового опору R поч для магазинів з опором одному щаблі вищої декади 10 квітня Ом і менше не повинно перевищувати значення, що визначається за формулою:
R поч = ma.
Варіація початкового опору Δ R поч, викликана зміною перехідних опорів контактів пер е вимикачем, не повинна перевищувати 0,1 R поч і половини значення опору одному щаблі молодшої декади.
Багатозначні міри електричного опору випускаються для застосування як в колах постійного, так і змінного струму. В останньому випадку в них вживаються заходи для зменшення реактивності, а залишкова реактивність характеризується постійною часу τ.
Методи перевірки і еталонні засоби вимірювання визначені державною перевірочною схемою для засобів вимірювань електричного опору.
Еталонні засоби вимірювань повинні дозволяти вимірювати дійсні значення опорів, встановлені на вивіреному магазині, з похибкою, що не перевершує 1 / 3 межі основної допустимої похибки вивіреного магазину. Доцільно застосовувати еталонні заходи і компаратор такої точності, щоб їх сумарна похибка не перевищувала 1 / 5 межі допустимої похибки вивіреного магазину, це дозволить при повірці не враховувати поправки до свідченнями еталонних засобів вимірювань.
При виборі еталонних засобів вимірювань слід мати на увазі що, многодекадние магазини опорів мають різний межа допустимої основної похибки при різних встановлених опорах.
Зовнішній огляд
1. Зовнішній огляд магазинів опору, що випускаються з виробництва, проводять відповідно до технічних умов на їх виготовлення, затвердженими в установленому порядку.
2. На кожному поданому в повірку приладі, що знаходиться в експлуатації і випускається із ремонту, повинні бути зазначені:
а) позначення приладу по системі підприємства;
б) товарний знак підприємства-виробника;
в) номер приладу по системі підприємства;
г) одиниця виміру.
3. Магазин опору, що знаходяться в експлуатації або випускаються з ремонту, не піддаються подальшій перевірці, якщо при зовнішньому огляді їх буде виявлено хоча б один з наступних дефектів:
відсутні, розхитані або пошкоджені зовнішні частини (затискачі, штепселі, важільні перемикачі);
всередині магазину опору знаходяться виявляються на слух при нахилах сторонні предмети або від'єднатися частини;
на корпусі є тріщини або пошкодження;
в конструкції магазину опору не передбачено пристосування для таврування або накладення пломби, яке робило б неможливим розтин приладу без порушення тавра або пломби. Це правило відноситься до магазинів вітчизняного виробництва
4. У повірку приймають магазини опору тільки з чистими контактами.
Визначення початкового опору і його варіації
1.Начальное опір магазинів опору і варіацію початкового опору визначають за умов, зазначених у п.3.1 ГОСТ 13564-68 в наступному порядку:
а) встановлюють на всіх декадах нульові показання або найменше можливе значення для даного магазину опору і кілька разів прокручують важелі (або штепселі);
б) вимірюють опір потенціометром або подвійним мостом за допомогою зразковою котушки опору з номінальним значенням 0,01 або 0,1 Ом.
Виміри проводяться при чутливості, достатньою для визначення вимірів опору, рівних або менших ¼ варіації, що допускається для даного магазину опору;
в) варіацію опору при нульовому показанні визначають шляхом повторних вимірювань цього опору, виводячи щоразу всі перемикачі (штепселі) з нульових або найменшого положень і знову повертаючи їх у ці положення, а також після легкого постукування пальцями по рукояткам перемикачів і по панелі магазину опору.
Величина варіації визначається як різниця між найбільшим і найменшим з чотирьох результатів вимірювання початкового опору.
Якщо значення найменшою ступені вивіреного магазину опору дорівнює або менше 0,1 Ом, то початковий опір при нульовому показанні може бути виміряна за схемою
Магазин опору підключають до джерела постійного струму послідовно з деяким баластовим опором а до затискачів магазину опору на якому встановлюють нульове показання підключають гальванометр. Перемикаючи напрям струму спостерігають зміна відхилення гальванометра Потім на магазині опору вводять першу сходинку найменшою декади має опір R і знову перемикаючи напрямок струму помічають зміна відхилення.
Початковий опір R визначають за формулою:
R поч = ma
m - число декад магазину
a - коефіцієнт
Якщо початковий опір і варіація його перевищують допустимі значення, подальшу перевірку припиняють. При використанні високочутливого до напруги гальванометра і джерела живлення 2в потрібно включити баластна опір порядку 4000-5000 Ом.
Визначення дійсних значень опорів магазину
Визначення дійсних значень магазину виробляють одним з двох способів поелементного повірки та у спосіб вимірювання наростаючих значень опору.
Поелементна повірка
Поелементного повірці можуть піддаватися магазини опору мають потенційні контакти на кожного ступеня.
Поелементна повірка полягає у визначенні опору кожного ступеня всіх декад окремо шляхом порівняння з рівновеликими еталонними заходами (спосіб заміщення). За значеннями виміряних опорів визначають розрахунковим шляхом похибки магазину.
Вивірений щабель включають таким чином, щоб точки підведення струму перебували поза повіряється щаблі.
Повірка способом вимірювання наростаючих значень опорів
Даний спосіб повірки використовують, коли магазин опору виконаний без потенційних контактів, однак для магазинів опору, які мають потенційні контакти, цей спосіб також застосуємо.
При цьому перевіряють величину опору кожної декади при всіх отсчетах по ній. Одночасно всі інші декади повинні бути встановлені в нульове або найменше становище.
У якості еталонної обирають запобіжний з опором, який дорівнює за номінальним значенням опору одному щаблі повіряється декади або в 10 разів більшому. Остання умова для підвищення точності вимірювання є кращим.
Необхідно враховувати, що результат кожного вимірювання входить початковий опір, яке слід віднімати з підраховуваних значень.
Повірка способом вимірювання наростаючих значень опорів має ту перевагу, що при кожному вимірі перевіряється якість перехідного опору, тобто всі ті елементи, які неодмінно беруть участь при експлуатації
Визначення опору ізоляції
Опір ізоляції магазину опору визначають за допомогою мегомметра або іншого приладу, що має відповідний межа вимірювання, між усіма, з'єднаннями між собою струмоведучими затисками.
Перевірка електричної міцності ізоляції.
Перевірку електричної міцності ізоляції магазинів опору виробляють на установці, що дозволяє плавно підвищувати випробувальна напруга від нуля до заданого значення.
Оформлення результатів повірки
1. Вимірювальні магазини опору, що мають позначення класу точності або вказівка інших норм точності, що задовольняють вимогам МІ 1695-87, підлягають клеймуванню
2. Свідоцтво про повірку із зазначенням дійсних значень опорів видають на магазини опору призначені для застосування в якості еталонних, а також на прохання власників.
3. На магазини опору, що не мають позначення класу точності або вказівок інших норм точності, визнані придатними до застосування в якості вимірювальних, видається довідка із зазначенням, до якого віднесені.
4. Магазини, повірені у відповідності з вимогами МІ 1695-87 і не задовольняють вимогам, до застосування не допускаються.
На них видаються повідомлення із зазначенням причин непридатності і гасять тавро попередньої повірки.
Практична частина
Магазин опору типу МСР-60М № 6575 класу 0,02 призначений для роботи в колах постійного струму в якості міри електричного опору зі змінним значенням від початкового опору до 11111,1 Ом при температурі навколишнього повітря від + 15 до + 30 о С і відносній вологості повітря до 80%.
Магазин опору дає можливість отримати будь-яке значення опору від початкового до 11111,1 Ом ступенями через 0,01 Ом.
Основна похибка магазину, виражена у відсотках від номінального значення включеного опору при температурі навколишнього повітря +20 ± 2 о С і відносній вологості 80% не повинна перевищувати
± (0,02 +0,02 m / R)%
де m - число декад магазину,
R - значення включеного опору, Ом.
Номінальна потужність будь щаблі магазину від 1ом і вище складає 0,1 Вт, допустима 0,5 Вт. При значенні встановленого опору менш 1ом магазин допускає струм, відповідну номінальній потужності магазину при опорі 1 Ом.
Додаткова похибка показань магазину, викликана тільки зміною температури навколишнього повітря в межах від +15 до +30 о С, не перевищує на кожні 5 о С зміни температури половини значення основної допустимої похибки.
Початковий опір магазину, тобто опір при установці всіх декадних перемикачів на нульові показання, включаючи варіацію, не перевищує 0,018 Ом. Варіація початкового опору магазину не перевищує 0,002 Ом.
Опір ізоляції між струмоведучими частинами і корпусом не менш 600Мом.
Випробувальна напруга міцності ізоляції - 2 кВ практично синусоїдального змінного струму частоти 50Гц.
Пристрій і принцип роботи
Магазин опору, являє собою набір послідовно з'єднаних резисторів, згрупованих у декади і розташованих на підставах декадних перемикачів, закріплених на внутрішній стороні панелі.
Магазин опору має 6 декад, чотири з яких («х1000 Ω», «Х100 Ω», «Х10 Ω», «Х1 Ω») складаються з десяти резисторів відповідно 1000, 100, 10, 1ом. Резистори намотані Біфілярна з манганінового проводу на металеві, покриті лаком, каркаси.
Декади «Х 0,1 Ω» складається з 10 спіралей опором по 0,1 Ом. Декада «Х0, 01 Ω» складається з 10 петель опором по 0,01 Ом. Спіралі і петлі також виготовлені з манганінового дроти.
На зовнішній стороні панелі змонтовані два затиски (для включення в електричну схему) і шість рукояток декадних перемикачів.
Панель кріпиться до дерев'яного корпусу чотирма гвинтами, два з яких опечатані. Прилад має знімну кришку, на внутрішній стороні якої прикріплена схема і короткі технічні характеристики магазину.
Підготовка приладу до роботи
До включення магазину з схему рукоятки всіх декадних перемикачів необхідно кілька разів провернути.
Включення магазин в електричну схему проводиться шляхом приєднання до його затискачів.
Порядок роботи
Набір необхідного опору проводиться за допомогою рукояток декадних перемикачів. Відлік проводиться за формулою:
R х = (Х 1 1000 + Х 2 100 + Х 3 10 + Х 4 1 + Х 5 0,1 + Х 6 0,01 + R 0) Ом
Де Х 1, Х 2, Х 3, Х 4, Х 5, Х 6 - свідчення рукояток перемикачі відповідно «х1000 Ω», «Х100 Ω», «Х10 Ω», «Х1 Ω», «Х0, 1 Ω» « Х0, 01 Ω »;
R о - величина початкового опору.
Повірка
Визначення основної похибки магазину проводиться за допомогою моста або потенціометра методом заміщення або порівняння, а також безпосереднім вимірюванням еталонним мостом. Повірка проводиться при температурі навколишнього повітря + 20 ± 2 о С і відносній вологості до 80%.
Перевірку значення початкового опору виконувати методом безпосереднього вимірювання на затискачах подвійним мостом класу 0,05. Перед кожним виміром необхідно по 3-5 разів провернути рукоятки декадних перемикачів а потім встановити їх на "0". Початковий опір вимірюється не менше 5 разів. Величина його не повинна перевищувати 0.018 му. Варіація початкового опору визначається як різниця найбільшого і найменшого з п'яти виміряних значень початкового опору
Варіація початкового опору магазину не повинна перевищувати 0.002Ом.
Визначення опору ізоляції між струмоведучими колами і корпусом виробляється при температурі навколишнього повітря 15 - 30 о С і вологості до 80 мегомметром з робочою напругою не менше 200 В, але не більше випробувальним шляхом прикладання напруги між закороченому затискачами і будь-якою точкою панелі або корпуса.
Калібрування виробляємо за допомогою омметра цифрового Щ306-1
Омметр цифровий типу Щ306-1 призначений для вимірювання опору при температурі навколишнього повітря від 10 до 35 о С і відносній вологості 80 при температурі 25 о С
Час встановлення робочого режиму омметра при вимірюванні без усереднення 15 хв при вимірюванні, розподілених -
Тривалість безперервної роботи омметра - 16
Час перерви до повторного включення - 1
Падіння напруги на вимірюваному опір не більше 12В. потужність розсіювання на опорі вимірюваному - не більше 0.01 W
Режими вимірювань омметра - періодичний і разовий.
Пристрій і робота омметра Щ306-1
Конструкція омметра
Омметр - настільний переносний прилад. На його передній панелі розташовані -
Кнопка МЕРЕЖА - для включення омметра
Кнопка-для включення режиму з усередненням (нарахуванням середньоарифметичного з результатів 10 вимірювань)
Кнопка АВТ - для включення автоматичного набору діапазонів вимірювань опору
Кнопка (вниз) (вгору) - для ручного вибору діапазонів вимірювань опору
Роз'єм для підключення вхідного кабелю
Звітне пристрій.
Під лицьовою панеллю розташовані регулювальні резистори для підстроювання омметра.
Омметр складається з аналогового і цифрового блоків стабілізатора і індикатора.
Підготовка до роботи
Ручку омметра переставити з положення транспортування в положення експлуатації.
Заземлити корпус омметра включити в мережу шнур харчування і натиснути кнопку мережу.
Прогріти омметр при вимірюванні без усереднення - 15 хв при вимірюванні, розподілених - 1
Підключити вхідний кабель з комплекту ЗІП до відповідної частини вхідного роз'єму омметра
При необхідності на щупи вхідного кабелю надіти відповідні затиски з комплекту ЗІП
Порядок роботи
Порядок роботи при ручному управлінні
При вимірюванні в режимі ручного вибору діапазонів вимірювань опору підключити за допомогою вхідного кабелю вимірюваний резистор до входу омметра послідовним натисканням кнопок включити необхідний діапазон вимірювань.
При вимірюванні в режимі автоматичного вибору діапазонів опору підключити вимірюваний резистор до входу омметра за допомогою вхідного кабелю і натиснути кнопку АВТ.
При вимірі, розподілених натиснути кнопку Σ.
Результат вимірювань індукується на звітному пристрої
Порядок роботи при дистанційному управлінні
Перекласти омметр в режим дистанційного управління замиканням контактів і ВА.
Подати на відповідні контакти необхідну інформацію та зробити запис цієї інформації в пам'ять.
При роботі в режимі разових вимірювань запуск омметра здійснюється подачею імпульсу запуску на контакт А16.
Результат вимірювання видається на інтерфейсний роз'єм і відображається на звітному пристрої.
Поверяется кожна декада магазину опору.
У декаді поверяется кожне значення електричного опору.
Результат вимірювання записується в протокол.
Протокол додається.
Таблиця 1 - Похибка показів при температурі рівною 20 ± 2 ° С
№
х 0,01
х 0,1
х 1
х 10
х 100
х 1000
х 10 000
1
0,0012
0,00122
0,0014
0,0032
0,021
0,2
2
2
0,0012
0,00124
0,0016
0,0052
0,041
0,4
4
3
0,0012
0,00126
0,0018
0,0072
0,061
0,6
6
4
0,0012
0,00128
0,0020
0,0092
0,081
0,8
8
5
0,0012
0,00130
0,0022
0,0112
0,101
1,0
10
6
0,0012
0,00132
0,0024
0,0132
0,121
1,2
12
7
0,0012
0,00134
0,0026
0,0152
0,141
1,4
14
8
0,0012
0,00136
0,0028
0,0172
0,161
1,6
16
9
0,0012
0,00138
0,0030
0,0192
0,181
1,8
18
10
0,0012
0,00140
0,0032
0,0212
0,201
2,0
20
Початкове опір не перевищує ± 0,018 Ом.
Висновок
Згідно прикладеної протоколу повірки Вивірений магазин опору типу МСР-60М відповідає заданим класу точності.
На корпусі повіреного приладу ставиться відбиток каучукового клейма, а на кріпильних гвинтах ставиться відбиток металевого клейма.
Це відповідає вирішенню застосовувати даний прилад в необхідних операціях з вимірювання опору.
Проходження даних курсів підвищення кваліфікації позитивно відбивається на загальному рівні підготовки слухача і примушує уважно проглянути всю нормативну документацію з метрологічного забезпечення та повірку засобів вимірювань.
Література
Закон КР. «Про забезпечення єдності вимірювань»
КМС 8.016-98 Метрологія. Повірка засобів вимірювань. Організація і порядок проведення.
КМС 8.015-98 Метрологія. Калібрування засобів вимірювань. Організація і порядок калібрувальних робіт.
ГОСТ 23737-79 Міри електричного опору. Загальні технічні умови
МІ 1695-87 ММЕС. Методи і засоби повірки.
Повірка засобів електричних вимірювань Любимов. А.І. Форсілова І.Д., Шапіро Є.З.