Разработка методики выполнения измерений активного сопротивления электрическому току
КУРСОВАЯ РАБОТА
по методам
и средствам измерений, испытаний и контроля
Тема
Разработка
методики выполнения измерений активного сопротивления электрическому току
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
. РАЗРАБОТКА
ОСНОВНЫХ этапов МВИ
.1
Формирование исходных данных
.2 Выбор
методов и средств измерений
. РАЗРАБОТКА
ДОКУМЕНТАЦИИ
ЛИТЕРАТУРА
ВВЕДЕНИЕ
методика выполнения измерений (МВИ) — технологический процесс измерений,
выполнение которого с соблюдением всех требований, содержащихся в описании
аттестованной МВИ, гарантирует получение результатов измерений с качеством,
удовлетворяющим для него нормам.
Получение результатов измерений с известной точностью, не превышающей
допускаемых пределов, является важнейшим условием обеспечения единства
измерений. таким образом, МВИ, отвечающие современным требованиям, играют
решающую роль в обеспечении единства измерений.
МВИ определяют качество измерений, разрабатываются и применяются с целью
обеспечения измерений физических величин с точностью, правильностью и
достоверностью, удовлетворяющих регламентированным для них норм.
Существует два вида МВИ: типовая и индивидуальная.
Типовая МВИ — МВИ, рассчитанная на применение любого экземпляра СИ и
вспомогательных технических средств, характеристики которых удовлетворяют
требованиям описания МВИ.
индивидуальная МВИ — МВИ, рассчитанная на применение конкретных
экземпляров СИ и вспомогательных технических средств и при определении
показателей качества которой учитывались индивидуальные свойства этих
экземпляров.
Целью данной курсовой работы является получение практических навыков
разработки МВИ, основными этапами которой являются:
·
формирование
исходных данных для разработки МВИ;
·
выбор методов и
средств измерений (далее — СИ);
·
разработка
описания МВИ;
·
оформление
результатов разработки МВИ.
При разработке МВИ одним из основных исходных требований является
требование к точности измерений.
РАЗРАБОТКА основных ЭТАПОВ МВИ
1.1 Формирование исходных данных
Измеряемая
величина:
Сопротивление электрического тока
Характеристики
измеряемых величин:
Активное сопротивление, кОм, не более…………..0,1
Относительная погрешность результата
измерения сопротивления, %, не более……………1,0
Допустимая
мощность рассеивания
на
сопротивлении, Вт, не более …………0,3
Условия
измерений:
·
диапазон
температуры окружающего воздуха, К, 288-298
·
относительная
влажность воздуха, % ………….50 — 80
1.2
Выбор методов и средств измерений
Электрическое сопротивление в цепях постоянного тока может быть
определено как косвенным методом — при помощи вольтметра и амперметра, так и
прямым — при помощи омметра. рассмотрим 1-ый способ решения измерительной
задачи. На рис.1 (а и б) показаны два возможных варианта включения измерительных
приборов. В первом варианте из показания амперметра нужно вычесть ток,
протекающий через вольтметр. При большом значении сопротивления Rх, соизмеримом с внутренним сопротивлением вольтметра Rвх или даже превышающим его, эта
поправка значительна.
Во втором варианте из показания вольтметра нужно вычесть падение
напряжения на амперметре. Эта поправка значительна при небольших значениях Rх, меньших внутреннего сопротивления амперметра Rа или соизмеримых с ним. В практике
схемы, показанные на рис.1 (а и б), применяют соответственно при небольших и
больших значениях Rх, когда указанными поправками можно
пренебречь.
Из рассмотренных примеров видно, что поправки могут быть
мультипликативными (так называемые поправочные множители), аддитивными,
постоянными, закономерно измеряющимися с течением времени, существенными и
несущественными (которыми можно пренебречь). Они могут определяться
теоретически и экспериментально, представлять собой отдельные числа и функции
(задаваемые таблично, графически или с помощью аналитических выражений).
Для примера 2 справедливы соотношения, приведенные ниже.
для
схемы рис.1а: (1)
для
схемы рис. 1б: (при Rвх
) (2)
Экспериментально таким 1 2 = -Rа . (5) Поправки 1 = 1 / Rх = 1 / [ 1+ (Rвх / Rх)] (6) Относительная 2 = — 2/ Rх = -1/ (Rх / Rа максимально = где R = где [Rхэ + 1(2)] — R В I Норма По например: Отсюда: R ) расчитываю Для рассмотрим Для измерения сопротивления электрического тока порядка 100 Ом, на что В целях минимизации количества СИ, экономии электроэнергии, достижения У Рис.3 Определяем С (4,05 ,15 2. измерение напряжение сопротивление методика выполнения измерений НАПРЯЖЕНИЯ СЛОЖНОЙ ФОРМЫ НА ВЫХОДЕ РЕЗИСТИВНОГО ДЕЛИТЕЛЯ НАПРЯЖЕНИЯ Вводная Настоящий документ устанавливает методику выполнения измерений 2. Реализация данной МВИ обеспечивает выполнение измерений переменного 3. При проведении измерений применяют СИ, технические характеристики которых Таблица № п/п Наименование измеряемой величины Наименование СИ Тип Метрологические характеристики Цена деления Класс точности 1. Переменное напряжение сложной формы Вольтметр В 7-40 Единица младшего кода 0,6/01 4. Измерение переменного напряжения сложной формы выполняют методом — При выполнении измерений переменного напряжения сложной формы По требованиям безопасности вольтметр В 7-40 относится к классу защиты Ι — К работе с вольтметром допускаются лица изучившие работу вольтметра и Перед включением вольтметр необходимо заземлить, для чего зажим защитного Подключение к вольтметру и отключение измерительных кабелей производится лица, допущенные к работе должны проходить ежегодную проверку знаний по . Требования к квалификации операторов. К выполнению измерений и обработке их результатов допускаются лица, 7. При проведении измерений и при подготовке к ним необходимо соблюдать Таблица 2 № п/п Измеряемая величина Наименование влияющих величин 1 Напряжение Номинальное напряжение сети Предельное отклонение 220 В ±10% Частота напряжения питания Предельное отклонение 50 Гц ±0,5 Гц температура окружающей среды Предельное отклонение 200С ±100С Влажность Предельное отклонение 65% ±15% Рабочая область частот 20Гц÷100КГц 8. · · · · · · · · · 10. Обработка результатов измерений переменного напряжения сложной 1. анализ априорной информации (об Получение 1. Определение средневыпрямленного где Определение где . где 1. Определение пределов, в которых . Результаты протокол от измерений на применяемые Условия измерений: влажность результат проведения измерения Показания вольтметра Средневыпрямленное Абсолютное отклонение Абсолютная детерминированная поправка к показаниям Пределы, в которых находится Измерения произвел:___________________________ ФИО должность список ЛИТЕРАТУРЫ 1. Виноградов Г.А. Основы 2. спектр. Электрические измерения 3. Шишкин И.Ф. Теоретическая метрология. 4. ГОСТ Р 8.563-96 «ГСИ. Методики 5. МИ 1967-89 «ГСИ. Выбор методов и 6. МИ 2377-98 «ГСИ. Разработка и
определяемое
(3)
образом, абсолютные поправки к показанию, определенному согласно (3), для схем
(а и б) соответственно составляют:, (4)
алгебраически (с учетом знака) суммируются со значением сопротивления,
рассчитанным по выражению (3). Относительная поправка для схемы 1а зависит от
соотношения R вх / Rх :
поправка для схемы 1б зависит от соотношения Rх / Rа:
) (7)
допустимое абсолютное отклонение показания, определяемого по формуле (3), от
измеряемого сопротивления находится по формуле:R Rхэ ,
(8)
максимально допустимое относительное отклонение показания от измеряемого
сопротивления определяется по формуле: , (9)
I и U — максимально допустимые относительные отклонения
показаний используемых средств измерений от измеряемого тока и напряжения,
определяемые с учетом классов точности средств измерений, показаний и выбранных
пределов измерений. С учетом внесённой поправки 1(2) , классов точности средств измерений и полученных
показаний можно определить пределы, в которых находится
[Rхэ + 1(2) ] +
(10)
данном случае задана 0,3 Вт.
Вычисляем I и U
. Зная предельный ток и предельное напряжение, можно
высчитать рабочие ток и напряжение в цепи, которые примерно в 5 раз меньше
допустимых значений.=
=54,8 мА I
0.2
*I I
10.95
мА=
=5,48 В U
0.2*
U U
1
В
точности % R =
=0.5*0.015А/0,01А=0,75%
= 0.5*1В/1В=0,5% R=0,8%
справочнику выбрала электромеханические приборы класса точности 0,5 и с
пределами измерений : I=15мA и U=1,5В -это 2 мультиметра М2038.
показания в режиме измерения силы тока I= 11 мА, показания в режиме измерения напряжения U
= 1,0 В,
внутреннее сопрпотивление вольтметра R=3 кОм.
1) Расчитываю сопротивление по показаниям двух приборов: =90,9 Ом=0,09 кОм
абсолютную поправку =(1/
R
R
схемы 1 б):
2-ой способ.
основании справочных данных, возьмем цифровой мультиметр В7-40. Этот прибор
позволяет измерять ещё ряд физических величин. В режиме измерения сопротивления
он имеет класс точности 0,15/0,05. Определим относительную погрешность
показаний порядка 100 Ом на пределе 200 Ом. %,
удовлетворяет нормам точности (%).
более точного результата измерения, т.к. с помощью амперметра и вольтметра,
невозможно достичь столь точного результата, отдаем предпочтение методу прямых
измерений (с помощью цифрового омметра).0,0101110100
%05347498
вольтметра В 7-40 , Rвх должно
быть не менее 1 Мом. Предположим, что у данного экземпляра вольтметра Rвх составляет Rвх=1,2 Мом. Тогда отношение .
График зависимости
по графику рис. 3 величину .Переход
от относительной детерминированной поправки к абсолютной производится согласно
зависимости:
учетом вышесказанного, измеряемое средневыпрямленное пределах:
+ 0,13 ) — 0,03 UCВ
( 4,05 + 0,13 ) + 0,03 (В)
UCВ
4,21 (В)
РАЗРАБОТКА ДОКУМЕНТАЦИИ
часть
переменного напряжения сложной формы на выходе резистивного делителя напряжения
методом вольтметра в рабочих условиях.
Нормы точности и правильность измерений.
напряжения сложной формы с максимально допустимым отклонением показания от
измеряемой величины, не более ± 1,5 %
Средства измерений и вспомогательные устройства.
приведены в таблице 1.
1.
метод измерений.
непосредственной оценки, реализованным с помощью вольтметра В 7-40. безопасности.
необходимо соблюдать «Правила технической эксплуатации электроустановок
потребителей и правила техники безопасности при эксплуатации электроустановок
потребителей», утверждённые Госэнергонадзором.
.
его составных частей и прошедшие проверку знаний по технике безопасности при
работе с электроустановками напряжением до 1000 В (с делителем — свыше 1000 В).
заземления « » на задней панели вольтметра подсоединить к контуру защитного
заземления.
только при обесточенных электрических цепях.
технике безопасности.
имеющие среднетехническое, неполное высшее образование, прошедшие инструктаж в
соответствии со стандартом предприятия, изучившие техническую документацию на
применяемые СИ.
Условия выполнения измерений.
условия, приведённые в таблице 2.
Подготовка к выполнению измерений
убедиться в
отсутствии механических повреждений в случае транспортирования прибора в
условиях повышенной влажности или низких температур;
убедиться в
наличии действующих сертификатов калибровки у применяемого СИ;
установить прибор
в горизонтальное положение;
установить
тумблер СЕТЬ в положение ВКЛ. ;
перед измерением
прогреть прибор в течении 10 минут;
при измерении ~U подключить к гнездам « U, R » и « О » кабель К2;
нажать на
передней панели переключатель рода работ соответствующий ~U;
подготовить
вольтметр к измерениям согласно, подраздела 8;
провести отсчет
показаний по индикаторному табло.
Обработка результатов измерений.
формы производится согласно методике проведения однократного измерения:
измеряемой величине, о влияющих факторах и т.д.);
одного значения отсчёта ;
значения показания прибора , В
— скважность.
максимально возможного абсолютного отклонения результата
однократного измерения от значения измеряемой величины.
, В ,
— относительное отклонение показаний от измеряемого
значения напряжения .
Определение абсолютной детерминированной поправки к показаниям вольтметра (), должна быть определена с учетом входного
сопротивления вольтметра Rвх . , В
— относительная поправка к показаниям вольтметра
, %
находится
, В
Оформление результатов измерений.
измерений оформляются протоколом.
№ _______
«___ » ________200__г.
переменного напряжения сложной формы
выходе резистивного делителя напряжения
СИ: вольтметр В 7-40 инв. № ____________
проведения
t окр.
ср. ___________оС
____________% результата однократного измерения
от значения измеряемой величины.
вольтметра () .
электротехники. — Л.: Изд-во Энергия, 1992
— М.: Высшая школа, 1993
выполнения измерений»
средств измерений при разработке методик выполнения измерений. Общие положения»
аттестация методик выполнения измерений»
Учебная работа. Разработка методики выполнения измерений активного сопротивления электрическому току