Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой

;

относительная погрешность измерительного прибора

;

приведенная погрешность измерительного прибора

.

Для приборов с двухсторонней шкалой, имеющей нуль посередине шкалы, при­веденная погрешность находятся из уравнения:

.

В приведенных уравнениях: А_х – показания поверяемого прибора, А – показа­ния образцового прибора, А_N – конечное значение шкалы поверяемого прибора вправо от нуля, В_N – конечное значение шкалы прибора влево от нуля.

Класс точности прибора К_п определяет наибольшую (предельную) допустимую приведенную погрешность прибора γ_п, выраженную абсолютным числом, значение которого равно приведенной погрешности в процентах, округленное до большего стандартного значения, установленного ГОСТом (0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4):

,

где ∆А _мах – наибольшая абсолютная погрешность прибора.

 

 

ЗАДАЧА 2

Шунт представляет резистор R_ш, подключаемый параллельно измерительной рамке прибора. Необходимость применения шунтов вызвана тем, что через рамку и противодействующие пружины магнитоэлектрического измерительного механизма нельзя пропускать ток более 100 мА, то есть шунты служат для расширения пределов измерения приборов по току. Сопротивление шунта должно быть рассчитано на ток I_ш, равный разности, измеряемого тока I и максимально допустимого тока I_пр через прибор.

Как известно сопротивление шунта определяется выражением:

,

где n = I/I_пр – коэффициент шунтирования.

Шкалу амперметра с шунтом градуируют с учетом коэффициента шунтирования, который обычно берут кратным 10.

Шунты изготавливаются внутренними (встроенными внутрь корпуса) и наружными (отдельно от прибора). Внутренние шунты делают на небольшие токи – до десятков ампер, а наружные – на токи до 10000 А.

Падение напряжения на шунтах стандартизовано и составляет 30, 50, 75, 100 и 150 мВ при номинальном значении измеряемого тока, это позволяет использовать для работы в комплекте с шунтами типовые милливольтметры на соответствующие пределы измерения.

Сопротивление шунтов весьма мало (часто сотые и тысячные доли Ом) и соизмеримо с сопротивлением контактов. Чтобы исключить влияние сопротивления контактов, шунты имеют две пары зажимов: наружные (токовые), к которым подключают цепь измеряемого тока и внутренние (потенциальные), к которым подсоединяют измерительный механизм.

По наибольшему допустимому отклонению (в процентах) сопротивления от номинального значения шунтирующие резисторы делятся на следующие классы точности: 0,02; 0,05: 0,1; 0,2; 0,5; 1,0.

Материалов для изготовления шунтов в основном служит манганин (85%-Си, 12%-Мп, 3%-Ni), обеспечивающий благодаря большому удельному сопротивлению r= 4,3·10^-7 Ом·м, небольшие размеры шунтов и обладающий температурным коэффициентом сопротивления ТКС равным 0,3·10^-4 1/С⁰ , т.е. его сопротивление практически не изменяется при изменении окружающей среды.

 

 

ЗАДАЧА 3

При измерении сопротивления методом двух приборов – амперметра и вольтметра, применяются две схемы. В этом случае приближенное значение сопротивления R'_х согласно закона Ома определяется как

R_х'= U / I

Одна из схем (без учета внутреннего сопротивления приборов) используется в тех случаях, когда измеряемое сопротивление велико по сравнению с сопротивлением амперметра, а другая – в тех случаях, когда измеряемое сопротивление мало по сравнению с сопротивлением вольтметра. Поскольку в практике измерений этим методом подсчет сопротивления R'_х обычно производится по приближенной формуле, то необходимо знать, какую схему следует выбрать для того, чтобы величина погрешности была наименьшей.

Для правильного выбора схемы, необходимо определить R_х'/R_А и R_v/ R_х' и

по наибольшему из них принять и вычертить схему включения приборов.

Величина сопротивления R_х определяется с учетом внутреннего сопротивления приборов R_А или R_v в зависимости от принятой схемы.

Приступая к решению п.3,необходимо иметь ввиду, что погрешности электроизмерительных приборов разделяются на две категории:

- основная погрешность, зависящая только от внутренних свойств и состояния самого прибора;

- дополнительные погрешности, обусловленные влиянием внешних факторов и отклонением условий эксплуатации прибора от нормальных (например, отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной).

Погрешность измерения δ будет представлять сумму основной погрешности δ_д (класс точности прибора) и дополнительной погрешности δ_I вызванной отклонением температуры окружающего воздуха от нормальной

(принимается обычно t_н=20^о С), причем следует принимать случай наиболее неблагоприятный, когда

± δ = ± δ_д ± δ_I

Относительная погрешность при косвенном методе измерения сопротивления определяется по формуле

 

 

ЗАДАЧА 4

Методику выполнения задачи рассмотрим на примере.

Необходимо определить погрешность прямого измерения температуры измерительным устройством, состоящим из термоэлектрического преобразователя хромель-алюмелеевого (ТХА), термоэлектрических удлиняющих проводов, коробки холодных спаев КТ, милливольтметра М-64, температура свободных концов ТХА – 20 ºС, показания милливольтметра 540 ºС, шкала милливольтметра 200 ÷ 600 ºС, класс точности 0,5.

Решение:

Вычертить схему измерительного устройства.

Значение предельной погрешности показаний для комплекта определяется по формуле:

где – пределы допустимой основной абсолютной погрешности показаний милливольтметра при диапазоне измерений.

Из приложения 2 получим:

Термо э.д.с. для ТХА при температуре свободных концов 0 ºС будет иметь следующее значение:

при 200 ºС

при 600 ºС

Что соответствует тогда:

– допускаемое отклонение термо э.д.с. для ТХА от значений градупровочной таблицы.

Из приложения 3 находим:

для интервала температур

где

Тогда ,

,

– допускаемое отклонение э.д.с. в паре между жилами термоэлектродных проводов. Выбираем в качестве удлиняющих проводов медь-константаловые провода, приложение 4.

Согласно приложения 5

что соответствует

– пределы допускаемой погрешности коробки холодных спаев КТ равны или

Приближенное значение предельной погрешности для комплекта будет:

или

 

 

ЗАДАЧА 5

Термопреобразователь (термопара) установлен в газоходе, футерованном огнеупорным кирпичом. Температура, показываемая термометром а температура стенки Коэффициент теплоотдачи от газового потока к термопреобразователю Коэффициент теплоты чехла термопреобразователя

Считая газ лучепрозрачным определить погрешность измерения вызванную лучистым теплообменом. Как изменится эта погрешность, если температура стенки повысится на 5%, за счет улучшения изоляции газохода?

Считая температуру стенки первоначально заданной, определить, как изменится погрешность измерения температуры газа, если произвести экранирование термопреобразователя?

Приведенный коэффициент теплоты системы термопреобразователь-экран коэффициент черноты экрана коэффициент теплоотдачи от газового потока к экрану

Решение:

Количество теплоты отдаваемое поверхностью термопреобразователя путем лучистого теплообмена с поверхностью трубы будет:

где – приведенный коэффициент черноты двух тел;

– постоянная Стефана-Больцмана,

– температура тепмопреобразовател;

– температура топки.

Так как термопреобразователь находится внутри газохода и его поверхность F мала по сравнению с поверхностью газохода, участвующей в лучистом теплообмене, то можно принять приведенный коэффициент черноты системы равным коэффициенту черноты поверхности термопреобразователя.

Тогда будет иметь:

где С – коэффициент излучения поверхности теплоприемника

.

Количество тепла, получаемое поверхностью термопреобразователя от газа, протекающего в газоходе. Определяется по формуле:

Решая уравнения 3 и 2 с учетом, что все тепло получаемое термопреобразователем конвекцией от омывающего его газа отдается лучеиспускателем , получим формулу для определения погрешности измерения вызванную лучистым теплообменом

,

 

.

 

Если температура стенки повысится на 5 % и составит , тогда

 

Таким образом при повышении температуры стенки на 5 % погрешность измерения уменьшится.

При экранировании термопреобразователя пользуясь уравнениями, которые применялись при выводе выражения 4, получим формулу для определения значения погрешности измерения и температуры экрана.

,

 

.

 

Уравнения 6 решаем графическим способом.

Обозначим

.

в

 

Погрешность измерения температуры будет:

 

.

 

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К ЭКЗАМЕНУ

1. Основные метрологические понятия и определения. Единицы измерения физических величин. Международная система единиц измерения. Виды шкал.

2. Классификация средств измерений.

3. Виды и методы измерений.

4. Основные характеристики и параметры электроизмерительных приборов. Условные обозначения на приборах. Маркировка приборов.

5. Классификация погрешностей измерений и средств измерений. Классы точности.

6. Систематические погрешности: обнаружение и исключение.

7. Компенсация систематической погрешности в процессе измерения.

8. Виды распределения случайных погрешностей. Способы оценки случайных погрешностей

9. Порядок обработки результатов многократных измерений. Промахи.

10. Обработка результатов косвенных измерений.

11. Однократные измерения с приближенным оцениванием точности

12. Измерительный трансформатор тока. Принцип действия. Особенности эксплуатации трансформатора тока.

13. Однофазный счетчик эл.энергии. Устройство, принцип действия.

14. Измерение напряжения, тока, мощности.

15. Тепловые измерительные преобразователи (терморезисторы).

16. Тепловые измерительные преобразователи (термопары).

17. Общие сведения об измерении температуры. Температурные шкалы. Классификация средств измерения температуры.

18. Манометрические термометры.

19. Электрические термометры.

20. Термоэлектрические термометры.

21. Пирометры излучения.

22. Общие сведения об измерении давления. Классификация приборов для измерения давления.

23. Жидкостные манометры.

24. Деформационные преобразователи для измерения давления.

25. Деформационно-измерительные преобразователи давления, основанные на методе прямого преобразования.

26. Измерение расхода жидкостей и газов. Объемные расходомеры.

27. Скоростные счетчики расхода.

28. Расходомеры переменного перепада давления (дроссельные).

29. Расходомеры постоянного перепада давления (обтекания).

30. Электромагнитные и ультразвуковые расходомеры.

31. Общие сведения об измерении расхода тепла (теплосчетчики).

32. Метрологический надзор за средствами измерений. Поверка средств измерений. Периодичность и виды поверок. Калибровка СИ.

33. Основные положения ФЗ «О техническом регулировании».

34. Государственный контроль и надзор за соблюдением технических регламентов.

35. Сущность стандартизации. Цели и принципы стандартизации.

36. Виды и методы стандартизации.

37. Нормативные документы по стандартизации. Категории и виды стандартов.

38. Принцип предпочтительности. Числовые и размерные ряды.

39. Государственная система стандартизации. Органы и службы Госстандарта.

40. Межотраслевые системы стандартов.

41. Международные организации по стандартизации.

42. Основные понятия в области оценки соответствия и сертификации. Цели сертификации. Объекты сертификации.

43. Участники сертификации. Типовая структура системы сертификации.

44. Обязательная сертификация.

45. Декларирование соответствия

46. Добровольная сертификация.

47. Структура процессов сертификации.

 

 

Приложение 1

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: