VERIFICAREA METROLOGICA A MIJLOACELOR DE MASURARE

VERIFICAREA METROLOGICA A MIJLOACELOR DE MASURARE

1. Chestiuni de studiat

1.1. Verificarea metrologica - principii si metode.

1.2. Metoda comparatiei -verificarea unui voltmetru de c.a. de panou.

1.3. Verificarea cu un calibrator.

1.4. Verificarea functiilor de ohmmetru si frecventmetru la un

multimetru digital

2.Mod de experimentare

2.1. Verificarea metrologica a unui mijloc electric de masurare vizeaza calitatea mijlocului electric supus masurarii, ca indice al totalitatii caracteristicilor metrologice: intervalul de masurare, capacitatea de suprasarcina, rezolutia, sensibilitatea, exactitatea, puterea consumata, timpul de masurare, stabilitatea in timp etc.

Prin verificarea metrologica a unui mijloc de masurare se stabileste daca acesta se incadreaza in prescriptiile clasei de exactitate si indeplineste si celelalte conditii tehnice stabilite de normele metrologice.

Metodele utilizate pentru verificarea metrologica a mijloacelor de masurare se pot imparti in doua mari categorii: metoda comparatiei cu un etalon (fig.1a) si metoda masurii (calibratorului) etalon (fig.1b).

Fig.1.Metode de verificare metrologica: a) comparatie; b) calibrator

In primul caz se efectueaza masurarea aceleiasi marimi, de valoare necunoscuta, atat cu mijlocul de masurare de verificat, cat si cu cel etalon. Pentru utilizarea acestei metode de comparatie este necesara o sursa pentru generarea marimii respective.

In al doilea caz se efectueaza masurarea cu mijlocul de masurare de verificat a unei marimi de valoare cunoscuta, furnizata de o masura etalon (calibrator)

Verificarea metrologica se efectueaza in conditii de referinta, specificate de norme (anumite valori pentru marimile de influenta: temperatura, presiune, umiditate etc - vezi anexa)

2.2.Verificarea metrologica prin metoda comparatiei cu un etalon comporta urmatoarele operatii:

marimea de intrare este crescuta, pana la diviziunea X a aparatului de verificat, fara a o depasi superior si se citeste indicatia X_e a etalonului;

marimea de intrare este descrescuta, pana la diviziunea X a aparatului de verificat si se citeste indicatia X_e a etalonului.

Se calculeaza, in fiecare caz, eroarea absoluta pentru reperele principale ale aparatului de verificat:

iar prin calcul se determina eroarea absoluta tolerata limita a aparatului:

unde, pentru aparatul de verificat: c-indicele clasei de exacitate ; Xmax-limita superioara a intervalului de masurare.

Daca pentru fiecare reper principal al aparatului de verificat se indeplineste conditia:

aparatul de verificat se declara admis.

Verificarea se realizeaza pentru toate reperele cifrate ale scarii gradate, de regula pe cel mai mic interval de masurare, iar pe celelalte intervale, numai la 3-5 repere cifrate, uniform distribuite

In alegerea aparatului etalon trebuie tinut cont de urmatoarele considerente:

tipul constructiv al aparatului de verificat si de natura marimii de masurat;

domeniul de masurare al aparatului de verificat;

clasa de exactitate a aparatului de verificat;

Deci aparatul etalon trebuie sa fie capabil a masura acceasi marime ca si aparatul de verificat, sa aiba domeniul de masurare mai mare sau cel putin egal cu cel al aparatului de verificat, iar clasa de exactitate acestuia sa fie de cel putin cinci ori mai mica decat clasa de exactitate a aparatului de verificat.

Se va verifica un voltmetru feromagnetic de panou, schema montajului fiind prezentata in fig.2.

Fig. 2. Schema de verificare a unui voltmetru prin metoda comparatiei

Cu ajutorul reostatelor R_h1si R_h2 se regleaza tensiunea la bornele voltmetrului de verificat, astfel incat acul indicator sa se afle in dreptul reperului gradat pentru care se face verificarea. Masuratorile se vor efectua atat in sens crescator cat si in sens descrescator.

Datele masurate si valorile calculate se trec in tablelul 1.

Tabel 1

In cazul in care toate erorile absolute (masurate) sunt mai mici decat eroarea tolerata limita de masurare (calculata), atunci se va trasa grafic curba de corectie a aparatului ( corectia = -U

corectia = f(Ux)

In caz contrar, daca voltmetrul nu se incadreaza in clasa de exactitate pentru care a fost proiectat, se vor analiza cauzele ce au determinat iesirea aparatului din clasa de exactitate, precum si modul in care aceste probleme pot fi remediate, determinandu-se clasa de exactitate in care se poate inscrie voltmetrul, conform relatiei:

Se va alege valoarea standardizata a clasei de exactitate imediat superioara, valorile standardizate ale clasei de exactitate fiind prezentate in anexa.

2.3. Se utilizeaza calibratorul METRA HIT 28C pentru verificarea unui voltmetru de c.c. -fig.

Fig.. Montajul pentru verificarea asistata de calibrator a unui voltmetru de c.c.

Modul de lucru al calibratorului va fi prezentat in laborator. Rezultatele se trec in tabelul urmator.

2.4. Pentru verificarea functiei de ohmmetru dintr-un multimetru digital se utilizeaza metoda calibratorului, conectand la bornele multimetrului o rezistenta etalon, ce materializeaza valori de rezistenta electrica cunoscute cu precizie ridicata - fig. 4.

Se verifica functia de ohmmetru a multimetrului digital Hioki 3802-50 (fig.5)

Valorile determinate pe cale experimentala se trec in tabelul 2 comparandu-se cu cele tolerate

_admisibil - tabel .

Tabel 2

Tabel Exactitatea la masurarea rezistentei

2.5. Verificarea functiei de masurare a frecventei a multimetrului digital

Pentru a masura frecventa cu multimetrul digital se apasa butonul "Hz" sau butonul "DUAL"

Se alimenteaza multimetrul si frecventmetrul etalon de la un generator de frecventa - fig.

Fig.

Valorile determinate pe cale experimentala se trec in tabelul    comparandu-se cu cele tolerate

_admisibil - tabel .

Tabel

Tabel Exactitatea la masurarea frecventei

Un ohmmetru digital se poate verifica cu aceeasi metoda, eroarea tolerata maxima depinzand de indicatiile prezentate de fabricant in cartea tehnica a aparatului.

Anexa I

Definirea erorilor

Eroarea limita de masurare (X_l) prezinta doua componente:

X_l = X_i + X_v

X_i - eroarea intrinseca (determinata in conditii de referinta indicate de norme) ;

X_v - eroarea suplimentara datorata marimilor de influenta.

Estimarea erorii limita de masurare se realizeaza cu ajutorul clasei de exactitate - reprezentand multimea mijloacelor de masurare a caror exactitate, calculata prin intermediul indicelui de clasa c, este aceeasi. Valorile standardizate ale indicelui de clasa sunt:

c

Surse de erori

Erorile instrumentale se pot datora atat constructiei aparatului de masurare cat si factorilor externi ce influenteaza indicatia acestuia. Sursele de erori ce se iau in consideratie sunt:

- frecarile in lagare ale echipajului mobil mobil si deformatiile remanente ale resorturilor spirale in cazul unui aparat de masurare analogic, ceea ce presupune necesitatea de a efectua verificarea aparatului atat in sens crescator, cat si in sens descrescator al deviatiei acului indicator

- influenta frecventei marimii de masurat asupra aparatului de verificat - deci se va verifica aparatul de masura in intregul domeniu de frecvente utilizat (sau cel dat de firma constructoare)

- prezenta campurilor magnetice exterioare (cel terestru sau cel creat de conductoare electrice parcurse de curent) si influenta acestora asupra aparatelor ce au un camp magnetic propriu destul de redus - impunandu-se verificarea aparatului pe mai multe directii relativ la campul magnetic exterior sau inversand polaritatea la cele cu scara patratica care nu au polaritate impusa.

- influenta temperaturii impune verificarea compensarii termice a apartului in gama de data de constructor ca interval de utilizare.

- modificarea factorului de forma - ceea ce va impune verificarea aparatului in regim nesinusoidal (la un factor de distorsiuni D < 5%, sau D < 1% in cazul aparatelor de masura cu redresori).