1.1.

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
Экпериментально⁡определенное⁡значение = 0⁡мм (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