Воспроизведение физических величин и передача их размеров. Поверка средств измерений

При поверке счетчика методом косвенного измерения энергии образцовым ваттметром и секундомером суммарная погрешность образцовых средств изиерений складывается из погрешностей образцовых ваттметра и трансформатора тока, погрешности секундомера и субъективных погрешностей, вызванных ошибками поверителя при пуске и остановке секундометра. Последняя достигает 0,3 с, т.е. при времени измерения t = 50 с составляет 0,6%. Следовательно, по сравнению с составляющими погрешности: ваттметра 0,2-0,3%; трансформатора тока 0,1%; секундомера 0,1...0,2%, ошибка поверителя существенно влияет на точность показаний, а поэтому ГОСТ 8.259-77 предусматривает, что при каждой нагрузке должно быть выполнено два наблюдения. Это делают, дважды отсчитывая число оборотов, измеряя время двумя секундомерами.

За действительное значение времени для данной нагрузки принимают среднее арифметическое двух наблюдений. Если значение погрешности счетчика, определенное по результатам двух наблюдений, близко к предельно допускаемому, то проводят дополнительно два наблюдения при данной нагрузке и вычисляют среднее арифметическое четырех наблюдений, которое и является окончательным. Таким образом, при выполнении поверки методом косвенных измерений величин, измеряемых поверяемыми приборами или воспроизводимых подвергаемыми поверке мерами, следует учитывать тот факт, что конечный результат косвенного измерения всегда отягощен составляющими погрешностями прямых измерений.

Независимая поверка. Независимая или автономная поверка, т.е. поверка без применения образцовых средств измерений, возникла при разработке особо точных средств измерений, которые не могут быть поверены ни одним из рассмотренных методов ввиду отсутствия еще более точных средств измерений с соответствующими пределами измерения. Сущность метода независимой (автономной) поверки, наиболее часто реализуемого при поверке приборов сравнения, заключается в сравнении величин, воспроизводимых отдельными элементами схем поверяемого средства измерений, с величиной, выбранной в качестве опорной и конструктивно воспроизводимой в самом поверяемом средстве измерений (совместные и совокупные измерения). Например, при поверке m-й декады потенциометра необходимо убедиться в равенстве падений напряжений на каждой n-й ступени этой декады. Для этого, выбрав в качестве опорной величины сопротивление первой ступени декады, можно с помощью компаратора поочередно сравнивать падения напряжения на каждой n-й ступени с падением напряжения на этом сопротивлении.

Переход от поверки предыдущей декады к последующей осуществляется сравнением падения напряжения на сумме всех ступеней последующей декады с номинально одинаковым падением напряжения на второй ступени предыдущей декады. Метод трудоемок, но не позволяет определять поправки с высокой точностью непосредственно на месте эксплуатации поверяемого средства измерений, что способствует эффективности контроля его метрологических характеристик.

Реализация методов поверки осуществляется комплектной или поэлементной поверкой.

 

При комплектной поверке средство измерений поверяют в полном комплекте его составных частей, без нарушения взаимосвязи между ними. Погрешности, которые при этом определяют, рассматривают как погрешности, свойственные поверяемому средству измерений как единому целому. При этом средство измерений находится в условиях, максимально приближенных к реальным условиям эксплуатации, что позволяет в ходе поверки попутно выявить многие, присущие поверяемому средству измерений недостатки: дефекты внутреннего монтажа, неисправности переключающих устройств и т.п. С учетом простоты и хорошей достоверности результатов комплектной поверке всегда, когда это возможно, отдают предпочтение.

В случае невозможности реализации комплектной поверки, ввиду отсутствия образцовых средств измерений, несоответствия их требованиям точности или пределам измерений, применяют поэлементную поверку. Поэлементная поверка средства измерений - это поверка, при которой его погрешности определяют по погрешностям отдельных частей. Затем по полученным данным расчетом определяют погрешности, свойственные пове- ряемому средству измерений как единому целому. При этом предполагают, что закономерности взаимодействия отдельных частей средства измерений точно известны, а возможности посторонних влияний на его показания исключены или поддаются точному учету. Область применения поэлементной поверки обширна и в ряде случаев оказывается единственно возможной.

 

Поверочные схемы

Поверочные схемы - это документ, определяющий средства, методы и точность передачи размера единицы физической величины от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений.

Различают государственные, ведомственные и локальные поверочные схемы, создание и реализацию которых определяют ГОСТ 8.061-80.

При разработке поверочной схемы необходимо обосновать оптимальность ее структуры (методы поверки, виды вторичных эталонов, число разрядов образцовых средств измерений и т.д. ). При этом подобрать оптимальные соотношения погрешностей поверяемого и образцового приборов, учесть вероятности признания годными неисправных приборов и т.д.

Поверочные схемы оформляют в виде чертежа, на котором указывают наименования средств измерений и методов поверки, номинальные значения или диапазоны значений физических величин, средств измерений и методов поверки. Чертеж дополняется текстовой частью (рис. 21.).

Чертеж должен состоять из полей, расположенных друг над другом и разделенных штриховыми линиями, число которых зависит от структуры поверочной схемы. Поля должны иметь наименования, указываемые в левой части чертежа, отделенной вертикальной сплошной линией.

В верхнем поле чертежа государственной поверочной схемы, возглавляемой государственным эталоном, указывают наименования эталонов в порядке их соподчиненности. В верхнем поле чертежа ведомственной или локальной поверочной схемы указывают наименования эталона или локальной поверочной схемы.

Для средств измерений производных величин, единицы которых воспроизводят методом косвенных измерений, в верхнем поле чертежа указывают наименования образцовых средств измерений, применяемых для воспроизведения данной единицы и заимствования из других государственных поверочных схем. Наименование этих образцовых средств измерений должны быть даны со ссылками на соответствующие поверочные схемы. Номинальные значения или диапазоны значений физических величин и значения их погрешностей указывают над наименованиями эталонов и образцовых средств измерений.

Определение межповерочных интеравлов для средств измерений - это функция организаций, проводящих их поверку. Рекомендуется устанавливать межповерочные интервалы либо в часах наработки, либо в календарном времени ( в месяцах ), используя следующий ряд чисел: 1; 1.5; 2; 3; 4; 5; 9; 12; 18; 24 и 36. Определение межповерочных интервалов рекомендуется производить на основе статистической обработки, интерполяции данных, накопленных в период эксплуатации, и поверки средств измерений. В случае отказа средств измерений их направляют в ремонт и на последующую поверку независимо от установленного межповерочного интервала.

Для определения межповерочных интервалов средств измерений обрабатывают статистические данные по основным показателям надежности в конкретных условиях эксплуатации, которыми являются: вероятность безотказной работы в течение определенного промежутка времени t (межповерочного интервала) ; интенсивность отказов ; наработка на отказ .

Накопление статистической информации осуществляют метрологические службы предприятий для изучения и определения межповерочных интервалов.

При определении межповерочных интервалов средств измерений выполняют следующие операции:

формируют "однородные" группы средств измерений;

назначают первый межповерочный интервал для каждой группы средств измерений;

собирают и обрабатывают статистическую информацию о поведении средств измерений каждой "однородной" группы в конкретных условиях эксплуатации в течение назначенного межповерочного интервала и определяют статистические данные по показателям надежности;

оценивают правильность ранее назначенного межповерочного интервала и, в случае необходимости, его корректируют ( увеличивают или уменьшают интервал );

собирают и обрабатывают статистическую информацию о поведении каждой "однородной" группы в конкретных условиях коммутации и оценивают правильность ранее назначенного межповерочного интервала после каждой периодической поверки всех средств измерений "однородной" группы на протяжении всего периода их эксплуатации.

"Однородные" группы  средств измерений формируют  из не менее чем 30 шт на основании  общности следующих факторов: показателей  надежности (типа, назначения, завода-изготовителя, года выпуска, класса точности, наличия  вибрации и т.д.); интенсивности  эксплуатации; допускаемой вероятности  безотказной работы.

Первый межповерочный интервал (как и скорректированные), если известны значения показателей надежности, устанавливают расчетом - один для всех средств измерений, входящих в "однородную" группу. Если полностью отсутствуют какие-либо исходные данные о числовых значениях показателей надежности, то первый межповерочный интервал принимают равным периодичности поверок, установленных в настоящий момент на предприятии.

Поверка измерительных приборов.

В зависимости от конструкции, назначения, технических возможностей и экономической целесообразности определяются метрологические характеристики, подлежащие контролю, и способ поверки. В ходе поверки устанавливают состояние и комплектность технической документации, в состав которой входят:

• тех. документация по ГОСТ 2.601-78;
• свидетельство о последней поверке;
• электрическая схема соединений элементов;
• перечни и значения метрологических характеристик;
• методики измерения и расчета метрологических характеристик;
• свидетельство по результатам метрологической аттестации.

После ознакомления с состоянием и комплектностью технической документации с учетом стадий выпуска из производства, эксплуатации, хранения и ремонта, а также вида поверки производят внешний осмотр, опробование и контроль ( определение ) метрологических характеристик.

Поверка в простейшем случае заключается в следующем: в соответствии с требованиями НТД на методы и средства поверки приборов на вход подают образцовые значения измеряемых величин; затем сравнивают результаты измерений на выходе поверяемого прибора с соответствующими поданными на вход прибора значениями образцового сигнала или показаниями образцового прибора, в результате чего определяют значения погрешности.

Определяют метрологические характеристики поверяемого прибора производят с использованием статистических методов обработки значений погрешности измерительных приборов.

Порядок набора статистических данных и методы статистической обработки должны быть приведены в НТД на методы и средства поверки конкретного прибора.

На основании полученных данных анализируют результаты поверки и принимают решение о годности измерительного прибора для дальнейшего применения.

В случае положительных результатов поверки оформляется свидетельство на измерительный прибор, при отрицательных результатах оформляют извещение о непригодности измерительного прибора к эксплуатации.

 

 

 

Заключение

 

Исследована общая структура системы ВЕПР, выявлены ее подсистемы и элементы. На основе представления обобщенного элемента системы средств ВЕПР – метрологических средств измерений в виде мер, приборов и преобразователей, получены возможные типы связей между элементами (методы передачи размеров единиц). Показано, что метод непосредственных сличений и метод косвенных измерений не смогут служить методами передачи размеров единиц. Рассмотрены основные свойства системы воспроизведения единиц. Проанализированы входные параметры системы, уравнение воспроизведения единицы и условие сопоставимости при децентрализованном воспроизведении единицы.

Разработаны основы теории, комплексно учитывающей весь спектр вопросов, связанных с проблемой воспроизведения единиц физических величин и передачи их размеров и построением соответствующей системы ВЕПР.

Так же целью поверки является, соответствие точностных характеристик приборов значениям, указанным в технической документации, и пригодно ли средство измерения к применению.

 

Список литературы

 

1. Сергеев А.Г., Крохин В.В. Метрология: Учеб. пособие для вузов. М.: Логос, 2001.
2. Балалаев В.А., Слаев В.А., Синяков А.И. Теория систем воспроизведения единиц и передачи их размеров: Науч. Издание - учеб. пособие. Спб: НПО «Профессионал», 2004
3. ГОСТ РВ 8.576-2000 ГСИ. Порядок проведения поверки средств измерений в сфере обороны и безопасности РФ.
4. МИ 2322-99 Типовые нормы времени на поверку средств измерений.
5. РМГ 51-2002 Документы на методики поверки средств измерений. Основные положения.
6. Руководство по метрологическому обеспечению Вооруженных Сил Российской Федерации (Приказ МО РФ 2000 г. № 245) – М.: МО РФ, 2000 – 128с.
7. Г. В. Куликов, Б. П. Хабаров. Ремонт измерительных приборов., «Ремонт» № 42, М.: «Солон-Р», 2000г.