МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования «Южно-Уральский государственный университет» (национальный исследовательский университет) Высшая школа электроники и компьютерных наук Кафедра «Информационно-измерительная техника» Поверка электромеханических амперметров и вольтметров ОТЧЕТ по лабораторной работе № 1–1 по дисциплине «Метрология, стандартизация, сертификация» Выполнил: студент группы П-258 / Д.Д. Агеев / (подпись) « » 2023 г. Проверил: / Н. В. Николайзин / (подпись) « Челябинск 2023 » 2023 г. Цель работы – ознакомиться с методикой определения основной и некоторых дополнительных погрешностей амперметров и вольтметров и установить соответствие их требованиям ГОСТ 8711–94. Перечень используемых приборов: Поверяемый вольтметр. Эталонный прибор. Источник регулируемого напряжения. Секундомер Комплект соединительных проводов: провод «клемма -клемма» х3; провод «банан – банан» х2. Ход работы 1. Выбор эталонных приборов В данной работе поверка приборов осуществляется методом сличения их показаний с показаниями эталонных приборов. Допускаемая погрешность эталонного прибора должна быть в пять раз ниже предела допускаемой погрешности поверяемого прибора. Результаты в таблице 1. Таблица 1 Выбор эталонных приборов Поверяемый прибор Эталонный прибор Вольтметр АМВ 114049 Вольтметр универсальный В7 -16А 2. Определение основной погрешности и вариации показаний приборы Для каждой поверяемой отметки Аx шкалы прибора необходимо вычислить: а) абсолютную погрешность ∆U = Ux – U0. 2 где U0 - действительное значение измеряемой величины, равное показаниям Uов и Uоу при подходе к заданной отметке со стороны меньших и больших значений; б) среднее арифметическое показаний образцового прибора U0=1/2(Uов+Uоу); в) вариацию показаний прибора как разность действительных значений измеряемой величины при одном и том же значении измеряемой величины в нормальных условиях ∆в=Uов-Uоу. Основную приведенную погрешность и приведенную погрешность от вариации для всех отметок шкалы вычисляют по формулам: 3. 𝛾 = |∆𝑈0 |𝑚𝑎𝑥 𝑈н 100% 𝛾= |𝑈ов −𝑈𝑜𝑦 | 𝑈н 100% где Uн - предел измерения измеряемого прибора. 1. Собрали схему (рис. 1) Рисунок 1–схема 2. Записали показания поверяемого Uх и показания эталонного прибора Результаты приведены в таблице 2 3 Таблица 2 Показания поверяемого и эталонного прибора Показания испытуемого прибора, Показания эталонного прибора При увеличении При уменьшении показаний, U0В, В показаний, U0У, В 3 3,490 3,408 4 4,325 4,300 5 5,308 5,264 6 6,277 6,188 7 7,233 7,148 8 8,220 8,152 9 9,189 9,136 10 10,165 10,108 11 11,125 11,080 12 12,115 12,067 13 13,106 13,064 14 14,091 14,102 15 15,109 15,095 Uх, А 3. Вычислили абсолютную погрешность При увеличении При уменьшении -0,490 -0,408 -0,325 -0,300 -0,308 -0,264 -0,277 -0,188 -0,233 -0,148 -0,220 -0,152 4 -0,189 -0,136 -0,165 -0,108 -0,125 -0,080 -0,115 -0,067 -0,106 -0,064 -0,091 -0,102 -0,109 -0,095 4. Для каждой поверяемой отметки Uх шкалы прибора необходимо вычислить: Среднее арифметическое показание эталонного прибора. Результаты приведены в таблице 3. Таблица 3 Среднее арифметическое показание эталонного прибора Показание испытуемого прибора Среднее арифметическое Ux показание эталонного прибора, U0 3 3,449 4 4,313 5 5,286 6 6,233 7 7,191 8 8,186 9 9,163 10 10,137 11 11,103 12 12,091 13 13,085 14 14,097 5 15 15,102 Абсолютную погрешность: Результаты приведены в таблице 4. Таблица 4 Абсолютная погрешность Абсолютная погрешность, ∆l0 Показание испытуемого прибора Ux -0,449 3 -0,313 4 -0,286 5 -0,233 6 -0,191 7 -0,186 8 -0,163 9 -0,137 10 -0,103 11 -0,091 12 -0,085 13 -0,097 14 -0,102 15 вариацию показаний прибора: Результаты приведены в таблице 5. Таблица 5 Вариация показаний прибора Вариация показаний прибора, ∆В 0,082 0,025 6 0,044 0,089 0,085 0,068 0,053 0,057 0,045 0,048 0,042 0,011 0,014 Основную приведенную погрешность ℽ 0 и приведенную погрешность от вариации ℽ в для всех отметок шкалы: 𝛾0 = 𝛾В = max(|∆𝑙0 |) ∗ 100% 𝑈Н max(|𝑈0𝐵 − 𝑈0𝑦 |) ∗ 100% 𝑈Н Результаты опыта и расчетов приведены в таблице 6. Таблица 6 Результаты опыта и расчетов Пока Основн зания испы Показания эталонного туем прибора Абсолютная ая Вариация погрешность, привед показаний ∆l0 енная прибора ого погреш приб 7 При уменьшении При увеличении U0СР Среднее, показаний, U0У 𝛾0 , % При уменьшении Ux показаний, U0B ность, При увеличении ора, ∆В 𝛾В , % 3 3,490 3,408 3,449 -0,490 -0,408 3,267 0,082 0,547 4 4,325 4,300 4,313 -0,325 -0,300 2,167 0,025 0,167 5 5,308 5,264 5,286 -0,308 -0,264 2,053 0,044 0,293 6 6,277 6,188 6,233 -0,277 -0,188 1,847 0,089 0,593 7 7,233 7,148 7,191 -0,233 -0,148 1,553 0,085 0,567 8 8,220 8,152 8,186 -0,220 -0,152 1,467 0,068 0,453 9 9,189 9,136 9,163 -0,189 -0,136 1,260 0,053 0,353 10 10,165 10,108 10,137 -0,165 -0,108 1,100 0,048 0,380 11 11,125 11,080 11,103 -0,125 -0,080 0,833 0,045 0,300 12 12,115 12,067 12,091 -0,115 -0,067 0,767 0,048 0,320 13 13,106 13,064 13,085 -0,106 -0,064 0,707 0,042 0,280 14 14,091 14,102 14,097 -0,091 -0,102 0,680 0,011 0,073 15 15,109 15,095 15,102 -0,109 -0,095 0,727 0,014 0,093 Вывод: согласно ГОСТ 8711-94 основная приведенная погрешность в процентах не должна превышать численного значения класса точности прибора. Исходя из него можно сделать вывод о том, что наш поверяемый прибор соответствует требованиям ГОСТ 8711-94. Таким образом, основная приведенная погрешность в процентах на любой отметке не превышает численного значения класса точности прибора. 8 4. Определение остаточного отклонения указателя прибора от нулевой отметки Порядок определения 1. Установили указатель прибора на отметку, близкую к 2/3 от длины шкалы. 2. Плавно уменьшили измеряемую величину до нуля. 3. Отсоединили источник регулируемого напряжения от прибора. Согласно ГОСТ 8711-94, для приборов, устойчивых к механическим воздействиям, приборов с углом шкалы более 120° и приборов с подвижной частью на растяжках смещение от нуля не должно превышать значения: Δ𝑞 = 0,005 ∗ с ∗ 𝑙, мм Для поверяемого прибора с=0,5 Для поверяемого прибора l=150 Тогда Δ𝑞 = 0,375 Экпериментальноопределенноезначение = 0мм (отклонения нет) Вывод: согласно ГОСТ 8711-94 экспериментально определенное значение не превысило остаточное отклонение 0<0,5. Отклонений нет. Вольтметр устойчив к механическим воздействиям. 4. Определение времени успокоения Порядок определения 1. Включили прибор и установили его указатель на отметку близкую к 2/3 от длины шкалы. Оставляя неизменным состояние регулирующих органов ИРН, выключили прибор и после успокоения снова включили. Убедились, что по окончании переходного процесса указатель точно устанавливается на выбранной отметки шкалы, и выключили прибор. 2. Оставляя неизменным состояние регулирующих органов ИРН, собрали схему (рис. 2). 9 Ux Рисунок 2–схема 3. Запустили секундомер. При этом поверяемый прибор подключится к источнику напряжения. Остановили секундомер, тот момент, когда колебания указателя относительно положения установившегося равновесия не превышают 1,5% от длины шкалы. Результаты опыта приведены в таблице 7. Таблица 7 Время успокоения прибора Время успокоения, с Среднее время, с 3,36 2,85 3,0975 3,24 2,94 Вывод: согласно требованиям ГОСТ 8711-94 время успокоения прибора не превышает 4 секунд, это говорит о соответствие прибора по ГОСТ 8711-93 5. Определение погрешности от наклона прибора Порядок определения 1. Собрали схему в соответствие с рисунком 1. 2. Испытуемый прибор с помощью специального приспособления наклонили вперед на угол 5° 10 3. Плавным регулированием измеряемой величины указатель испытуемого прибора установили на заданную отметку Ux дважды – при подходе со стороны меньших и со стороны больших значений и фиксировали показания эталонного прибора U*0B и U*0Y. Опыт проводился для двух отметок шкалы, из которых одна находится приблизительно на геометрической середине, а другая – у конечного значения шкалы. Результаты измерений приведены в таблице 8 Таблица 8 Результаты измерений Положения испытуемого прибора Вправо, 5° Вперед, 5° Влево, 5° Вниз, 5° Вправо, 5° Вперед, 5° Влево, 5° Вниз, 5° Показания испытуемого прибора Ux 11 11 11 11 14 14 14 14 Показания эталонного прибора U*0B 11,08 11,10 11,08 11,12 14,12 14,10 14,07 14,14 U*0Y 11,07 11,04 11,04 11,10 14,10 14,05 14,07 14,10 Погрешность от наклона U*оср 11,08 11,07 11,06 11,11 14,11 14,08 14,07 14,12 ∆Uф 0,27 0,28 0,29 0,24 0,40 0,44 0,44 0,39 ℽф 0,18 0,18 0,19 0,16 0,26 0,29 0,29 0,26 Вывод: Данный прибор соответствует требованиям ГОСТ 8111-94, погрешность не превышает предела допускаемой основной погрешности. Прибор можно использовать в любом положении и показания будут не значительно меняться. 6. Определение сопротивления прибора Выбор метода измерений сопротивления приборов зависит от допускаемых погрешности измерения. В данном случае измерения может быть осуществлено с помощью омметра. Внутренне сопротивление поверяемого прибора R = 50 Ом Измеренное внутренне сопротивление поверяемого прибора RИЗМ=55,89 Ом 11 Вывод: Измеренное сопротивление не превысило заданного сопротивления прибора. Следовательно, прибор пригоден для использования. 7. Перечень использованных средств измерений Наименование Тип Пределы Класс Доп. измерения точности параметры 0,075 – – – 15 V 0,5 R=50 Ом 0,01 0,01 – Заводск ой номер Эталонный прибор: Вольтметр 10 V Цифровой 100 V В7–16А универсальный ИРН Вольтметр Секундомер Линейный 0–18 V Электромаг нитный ПВ–53Щ 0–3 A GPS– 1830D АМВ 114049 5321270 Выводы по лабораторной работе: В ходе лабораторной работы мы провели опыты по поверке вольтметра, а также нашли основную погрешность измерения, выбрали эталонный прибор, определили остаточное отклонение указателя прибора от нулевой отметки, время успокоения, погрешность от наклона прибора и сопротивление прибора. Вольтметр дает значения с незначительной погрешностью, и не превышающим допускаемым пределом значений для класса точности. Следовательно, прибор пригоден. 12 13 14 15 16