Ocena dokładności przyrządów pomiarowych

Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej
Politechnika Rzeszowska
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Grupa
1…………….....................
Laboratorium Metrologii I
2.........................................
Ocena
Nr ćwicz.
Ocena dokładności przyrządów
pomiarowych
Data
kierownik
3.........................................
3
4.........................................
I . C e l ćw i c ze n i a
Celem ćwiczenia jest poznanie zasad sprawdzania dokładności wskazań użytkowych przyrządów pomiarowych
analogowych i cyfrowych oraz praktyczne wykonanie oceny dokładności analogowego (wskazówkowego)
miliamperomierza oraz cyfrowego woltomierza tablicowego na wybranych zakresach.
II. Zagadnienia
1. Zasada działania mierników analogowych i cyfrowych (porównanie).
2. Określanie maksymalnych błędów dopuszczalnych mierników analogowych i cyfrowych, deklarowanych przez ich
producentów.
3. Zasady doboru mierników i przyrządów kontrolnych przeznaczonych do sprawdzania poprawności wskazań
mierników użytkowych.
4. Praktyczne sprawdzenie dokładności wskazań jednozakresowych tablicowych przyrządów pomiarowych oraz
uniwersalnych cyfrowych przyrządów pomiarowych
I I I . P r o gr a m ćw i c ze n i a
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Zapisanie danych ogólnych przyrządów pomiarowych używanych w ćwiczeniu.
Zapisanie właściwości metrologicznych oraz zestawienie układu pomiarowego przedstawionego na rysunku 1.
Wykonanie sprawdzenia dokładności wskazań tablicowego miliamperomierza wskazówkowego
Zapisanie właściwości metrologicznych oraz zestawienie układu pomiarowego przedstawionego na rysunku 2.
Wykonanie sprawdzenie poprawności wskazań tablicowego woltomierza cyfrowego na wybranym zakresie.
Opracowanie wyników sprawdzania dokładności obydwu przyrządów oraz wniosków końcowych.
I V . P r ze b i e g ćw i c ze n i a
1.
Zapis ogólnych danych technicznych przyrządów pomiarowych używanych w ćwiczeniu
Rodzaj przyrządu
Nazwa i Typ
Producent
Nr fabr.
Zakresy
prądowe
Zakresy
napięciowe
Stablne żródło napięć
i prądów stałych
(precyzyjnie regulowane)
Multimetr wskazujący
wartości odniesienia
Sprawdzany przyrząd
analogowy
(wskazówkowy)
Sprawdzany woltomierz
cyfrowy
1
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej. 2007/08
2.
Zapis własciowości metrologicznych potrzebnych do oceny dokładności miliamperomierza
analogowego - wskazówkowego
Rodzaj przyrządu
Wybrany zakres
nominalny
Sprawdzany lub potrzebny
do sprawdzenia
Dokładność
na wybranym zakresie
deklarowana przez
producenta
XN [j.m.]
Uwagi
(na przykład : warunki
otoczenia w których
wykonywane jest
sprawdzanie
dokładności)
Sprawdzany przyrząd
analogowy
(wskazówkowy)
Nr świadectwa
sprawdzenia
Multimetr mierzacy
na zakresie – mA
wskazujący wartość
odniesienia
.................................
Swiadectwo ważne do
dnia:
................................
Ispr
+
Stabilne
źródło prądu
stałego
- Io
Iodn
-
+
-
+
mA
mA
sprawdzany
miliamperomierz
Precyzyjnie
regulowane
Multimetr cyfrowy
mierzący na
zakresie- „mA”
wskazujący
wartość
odniesienia
Io = ?
Rys. 1. Schemat układu pomiarowego przeznaczonego do sprawdzania dokładności miliamperomierzy
wskazówkowych
2
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej. 2007/08
3.
Sprawdzanie dokładności wskazań analogowego miliamperomierza wskazówkowego
Sprawdzany zakres
IN =
……… mA
Klasa dokładności kl =……. %
Tabela 3.1. Wyniki sprawdzania
Punkt
sprawdzeń
Opisane
działki
miliamp.
sprawdz.
mA
Wskazanie
miliamp.
sprawdzan.
Wskazanie
multimetru
odniesienia
Odchylenie
Isp
Iodn
∆* = Isp - Iodn
mA
mA
Maksymalny
Błąd
Dopuszcz.
miliamper.
sprawdzan.
Maksymalny
Błąd
Dopuszcz.
multimetru
odniesienia
Iloraz
Dokładn.
Testu - IDT
∆MBD-spr.
∆MBD-odn.
∆ MBD− odn
mA
mA
-
mA
∆ MBD− spr
Wynik
oceny
dokładn.
w danym
punkcie
sprawdz.
Kryt
Kryt
A
B
Końcowa ocena dokładności sprawdzanego miliamperomierza typu : …………………. nr fabr.: …………………...
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………………………………………
Potrzebne definicje:
kl =
Klasa dokładności sprawdzanego miernika wskazówkowego
∆ MBD− spr
XN
∆MBD-spr - Maksymalny Błąd Dopuszczalny deklarowany przez producenta miliamperaomierza sprawdzanego
( szczegółowa definicja [3] str 44. p.5.21 )
XN - nominalny zakres pomiarowy miliamperomierza sprawdzanego
Maksymalny Błąd Dopusczalny multimetru wskazujacego
wartości odniesienia
∆ MBD
− odn
=
{a %
Xo + b% X
N
wielu producentów składową addytywną określa jako: k * digits
Xo – prawdziwa wartość mierzona ( nie jest znana ) – dlatego należy przyjąć że Xo ≈ Xodn - którą wskazuje
multimetr odniesienia posiadający ważne świadectwo sprawdzenia a więc działający w warunkach
spójności pomiarowej ( definicja spójności pomiarowej [3] str. 50 p. 6.10.
3
}
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej. 2007/08
Kryterium oceny dokładności sprawdzanego przyrządu pomiarowego:
Sprawdzany przyrząd pomiarowy mierzy z dokładnością nie gorszą od dokładności deklarowanej przez jego
jeżeli w wyniki sprawdzenia wykazuję że spełnione są nastepujące kryteria:
A- w każdym punkcie sprawdzania spełniona jest nierówność :
∆*max ≤ ∆ MBD− spr
B- w każdym punkcie sprawdzania spełniona jest nierówność: IDT =
∆ MBD − spr
∆ MBD −odn
≥ (3 − 10 )
przy sprawdzaniu użytkowych przyrządów pomiarowych przyjmuje się IDT ≥ 4
4. Zapis własciowości metrologicznych potrzebnych do oceny dokładności cyfrowego woltomierza
tablicowego.
Rodzaj przyrządu
Wybrany zakres
Sprawdzany lub potrzebny
do sprawdzenia
Dokładność
na wybranym zakresie
deklarowana przez producenta
XN [j.m.]
Uwagi
( np: warunki otoczenia
w których odbywa się
sprawdzanie
dokładności )
Sprawdzany
woltomierz cyfrowy
Nr świadectwa
sprawdzenia
Multimetr cyfrowy
.................................
wskazujący
wartość odniesienia
Swiadectwo ważne do
dnia:
................................
+
stabilne źródło
napięcia stałego
Uo = ?
V
Uspr
V
Uodn
- Uo
Precyzyjnie
regulowane
sprawdzany
woltomierz
cyfrowy
Multimetr cyfrowy
wskazujący wartość
odniesienia
Rys.2 . Schemat układu pomiarowego przeznaczonego do sprawdzanie dokładności
cyfrowych woltomierzy użytkowych
4
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej. 2007/08
3.
Sprawdzanie dokładności wskazań cyfrowego woltomierza tablicowego
UN = .............. V
Sprawdzany zakres nominalny
błąd graniczny deklarowany = ........................................
Tabela 4.1. Wyniki sprawdzania
Punkt
sprawdzen
Wskazanie
woltomierza
sprawdzan.
Wskazanie
Multimetru
Odniesienia
Odchylenie
Uspr
Uodn
∆* = Usp - Uodn
%
zakresu
nominaln.
Maksym.
Błąd
Dopuszcz.
woltomierza
sprawdzan.
∆MBD-spr
Maksym.
Błąd
Dopuszcz.
Multimetru
odniesienia
∆MBD-odn
Iloraz
Dokładn.
Testu - IDT
=
∆ MBD− spr
Wynik
oceny
dokładn.
w danym
punkcie
sprawdz.
∆ MBD− odn
%
V
10
+
30
+
50
+
70
+
90
+
10
-
30
-
50
-
70
-
90
-
V
V
V
Końcowa ocena dokładności sprawdzanego woltomierza cyfrowego
V
-
Kryt.
Kryt.
A
B
typu: …………….. nr fabr. …………………..
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………………………………………………………………
6. Wnioski końcowe :
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
................................................................................................................................................................................................
5
Zakład Metrologii i Systemów Pomiarowych
Laboratorium Metrologii Elektrycznej i Elektronicznej. 2007/08
V . P y t a n i a k o n t r o ln e
1. Spójność pomiarowa , wzorce miar, wzorce użytkowe [3]
2. Błędy pomiarów, odchylenia i błędy graniczne przyrządów pomiarowych [3]
3. Definicja klasy dokładności mierników analogowych – wskazówkowych [1]
4. Definicja błędu granicznego miernika cyfrowego. [3]
5. Zasady doboru mierników wskazujących wartości odniesienia [1].
VI. Literatura
[1]. Dyszyński J. : Metrologia Elektryczna i Elektroniczna - Laboratorium cz.1. (str.13-25, 26-34,
64-71, 87-90) Rzeszów: Ofic. Wyd. PRz., 1989,1996.
[2] Piotrowski J., Kostyrko K.: Wzorcowanie aparatury pomiarowej WNT Warszawa
[3]. Międzynarodowy Słownik Podstawowych i Ogólnych Terminów Metrologii. Wydanie polskie.
Warszawa: Główny Urząd Miar, 1996 r.
6