Техническое обслуживание и ремонт электроизмерительных приборов (милливольтметра) (стр. 2 из 4)
Важной характеристикой прибора является чувствительность S, которую, например, для вольтметра SU и амперметра SI, определяют следующим образом: SU = N/UH - число делений шкалы, приходящееся на 1 В; SI = N/IН - число делений шкалы, приходящееся на 1 А [6, c. 91].
1.2 Классификация электроизмерительных приборов
Электроизмерительную аппаратуру и приборы можно классифицировать по ряду признаков. По функциональному признаку эту аппаратуру и приборы можно разделить на средства сбора, обработки и представления измерительной информации и средства аттестации и поверки [8, c. 43].
Электроизмерительную аппаратуру по назначению можно разделить на меры, системы, приборы и вспомогательные устройства. Кроме того, важный класс электроизмерительных приборов составляют преобразователи, предназначенные для преобразования электрических величин в процессе измерения или преобразования измерительной информации [1, c. 34].
По способу представления результатов измерений приборы и устройства можно разделить на показывающие и регистрирующие.
По методу измерения средства электроизмерительной техники можно разделить на приборы непосредственной оценки и приборы сравнения (уравновешивания) [2, c. 62].
По способу применения и по конструкции электроизмерительные приборы и устройства делятся на щитовые, переносные и стационарные.
По точности измерения приборы делятся на измерительные, в которых нормируются погрешности; индикаторы, или внеклассные приборы, в которых погрешность измерений больше предусматриваемой соответствующими стандартами, и указатели, в которых погрешность не нормируется.
По принципу действия или физическому явлению можно выделить следующие укрупненные группы: электромеханические, электронные, термоэлектрические и электрохимические [5, c. 21].
В зависимости от способа защиты схемы прибора от воздействия внешних условий корпуса приборов делятся на обыкновенные, водо-, газо-, и пылезащищенные, герметические, взрывобезопасные.
Электроизмерительная техника делится на следующие группы [8, c. 56]:
1. Цифровые электроизмерительные приборы. Аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи.
2. Поверочные установки и установки для измерений электрических и магнитных величин.
3. Многофункциональные и многоканальные средства, измерительные системы и измерительно-вычислительные комплексы.
4. Щитовые аналоговые приборы.
5. Приборы лабораторные и переносные.
6. Меры и приборы для измерений электрических и магнитных величин.
7. Приборы электроизмерительные регистрирующие.
8. Измерительные преобразователи, усилители, трансформаторы и стабилизаторы.
9. Счетчики электрические.
10. Принадлежности, запасные и вспомогательные устройства.
1.3 Понятие о погрешностях измерений, классах точности и классификации средств измерений
Погрешность (точность) измерительного прибора характеризуется разностью показаний прибора и истинным значением измеряемой величины. В технических измерениях истинное значение измеряемой величины не может быть точно определено в силу имеющихся погрешностей измерительных приборов, которые возникают из-за целого ряда факторов, присущих собственно измерительному прибору и изменению внешних условий — магнитных и электрических полей, температуры и влажности окружающей среды и т.д. [4, c. 87]
Средства контрольно-измерительных приборов и автоматики (КИПиА) характеризуются двумя видами погрешностей: основной и дополнительной.
Основная погрешность характеризует работу прибора в нормальных условиях, оговоренных техническими условиями завода-изготовителя [1, c. 48].
Дополнительная погрешность возникает в приборе при отклонении одной или нескольких влияющих величин от требуемых технических норм завода-изготовителя [9, c. 32].
Абсолютная погрешностьDх — разность между показаниями рабочего прибора х и истинным (действительным) значением измеряемой величины х0, т. е. Dх = X — Х0.
В измерительной технике более приемлемыми являются относительная и приведенная погрешности [2, c. 29].
Относительная погрешность измерения gотн характеризуется отношением абсолютной погрешности Dх к действительному значению измеряемой величины х0 (в процентах), т. е.
gотн = (Dх / х0) · 100 %.
Приведенная погрешностьgпр. представляет собой отношение абсолютной погрешности прибора Dх к постоянной для прибора нормирующей величины хN (диапазону измерения, длины шкалы, верхнему пределу измерения), т. е.
gпр. = (Dх / хN ) ·100 %.
Класс точности средств КИПиА — обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей и параметрами, влияющими на точность измерений, значения которых устанавливаются стандартами. Существуют следующие классы точности приборов: 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 4,0.
Погрешности измерений подразделяются на систематические и случайные [10, c. 57].
Систематическая погрешность характеризуется повторяемостью при измерениях, так как известен характер ее зависимости от измеряемой величины. Такие погрешности делятся на постоянные и временные. К постоянным относят погрешность градуировок приборов, балансировки подвижных частей и т. д. К временным относятся погрешности, связанные с изменением условий применения приборов [9, c. 39].
Случайная погрешность — погрешность измерения, изменяющаяся по неопределенному закону при многократных измерениях какой-либо постоянной величины [4, c. 57].
Погрешности средств измерений определяются методом сличения показаний образцового и ремонтируемого прибора. При ремонте и поверках измерительных приборов в качестве образцовых средств используют приборы повышенного класса точности 0,02; 0,05; 0,1; 0,2.
В метрологии — науке об измерениях — все средства для измерений классифицируют в основном по трем критериям: по виду средств измерений, принципу действия и метрологическому использованию.
По видам средств измерений различают меры, измерительные устройства и измерительные установки и системы [8, c. 28].
Под мерой понимается средство измерений, используемое для воспроизведения заданной физической величины.
Измерительный прибор — средство измерений, используемое для выработки измерительной информации в виде, пригодном для контроля (визуальном, автоматической фиксации и ввода в информационные системы).
Измерительная установка (система) — совокупность различных средств измерений (включая датчики, преобразователи), используемых для выработки сигналов измерительной информации, их обработки и использования в автоматических системах управления качеством выпускаемой продукции.
При классификации средств измерений по принципу действия в названии используется физический принцип действия данного прибора, например магнитный газоанализатор, термоэлектрический преобразователь температуры и т. д. При классификации по метрологическому назначению различаются рабочие и образцовые средства измерения [1, c. 56].
Рабочее средство измерения — средство, используемое для оценки значения измеряемого параметра (температура, давление, расход) при контроле различных технологических процессов.
Глава 2. Милливольтметр Ф5303
2.1 Назначение, структура и принцип действия милливольтметра
Рис.1. Милливольтметр Ф5303
Милливольтметр Ф5303 предназначен для измерений среднеквадратических значений напряжения в цепях переменного тока при синусоидальной и искаженной форме сигнала (рис.1) [8, c. 17].
Принцип действия прибора основан на линейном преобразовании среднеквадратичного значения выходного приведенного напряжения в постоянный ток с последующим измерением его прибором магнитоэлектрической системы.
Милливольтметр состоит из шести блоков: входного; входного усилителя; оконечного усилителя; усилителя постоянного тока; калибратора; питания и управления [10, c. 73].
Прибор смонтирован на горизонтальном шасси с вертикальной передней панелью, в металлическом корпусе с отверстиями для охлаждения.
Применяется для точных измерений в маломощных цепях электронных приборов при их проверке, настройке, регулировке и ремонте (только в закрытых помещениях) [4, c. 61].
2.2 Технические данные и характеристики
Диапазон измерения напряжения, мВ [6, c. 52]:
0,2 – 1; 0,6 – 3;
2 – 10; 6 – 30;
20 – 100;
60 – 300;
200 – 103;
600 – 3*103;
(2 ÷ 10) *103;
(6 ÷ 30) *103;
(20 ÷ 100) *103;
(60 ÷ 300) *103;
Пределы допускаемой основной погрешности в нормальной области частот в процентах от наибольшего значения диапазонов измерений: в диапазонах измерений напряжения с наибольшими значениями от 10 мВ до 300 В - не более ±0,5; в диапазонах измерений напряжения с наибольшими значениями 1; 3 мВ - не более ±1,0 [5, c. 24].
Наибольшие значения диапазонов измерений напряжения:
o 1; 3; 10; 30; 100; 300 мВ;
o 1; 3; 10; 30; 100; 300 В.
Нормальная область частот от 50 Гц до 100 мГц.
Рабочая область частот при измерении от 10 до 50 Гц и от 100 кГц до 10 МГц [9, c. 49].
Питание от сети переменного тока частотой (50 ± 1) Гц напряжением (220 ± 22) В [10, c. 29].
2.3 Эксплуатационная поверка милливольтметра компенсационным методом
Компенсационным методом на потенциометрической установке поверяются приборы высших классов 0,1 – 0,2 и 0,5 [2, c. 65].
Поверка милливольтметра, номинальный предел которых выше 20 мв, а также вольтметров с верхним пределом измерения не более номинального предела потенциометра производится по схеме 1 и 2 (рис.2, рис.3).
Схема 1 применяется в тех случаях, когда напряжение измеряется непосредственно на зажимах милливольтметра, а схема 2, когда напряжение измеряется на концах соединительных проводников прибора.