Проведение измерений и обработка результатов. 1. Собрать схему, представленную на рис
1. Собрать схему, представленную на рис. 3.
Рис. 3. Схема измерения частоты, временных интервалов,
фазового сдвига
2. Ознакомиться с инструкцией по применению цифрового частотомера для измерения частоты и периода.
3. Измерить частоту и период периодического сигнала по заданию преподавателя с помощью универсального частотомера и оценить погрешность измерения.
4. Измерить частоту и период тех же сигналов осциллографом. Оценить погрешности результатов измерения.
5. Сравнить результаты измерений предыдущих пунктов.
6. Измерить фазовый сдвиг между напряжениями на входе и выходе устройства двумя способами с помощью электронно-лучевого осциллографа. Оценить погрешности результатов измерения.
По размеру изображения периодаLT определяют его значение:
Tx=kP×LT (с),
с относительной погрешностью (%):
,
где dКр – относительная погрешность коэффициента развёртки, (можно принять: dКр = 3%);
dНР – погрешность, вызванная нелинейностью развёртки, dНР = 2%; dВТ = 100×b/LT – относительная погрешность считывания размера LT, %;
b – толщина следа луча, в долях деления сетки экрана.
Частоту определяют из отношения: fx=1/Tx.
Относительная погрешность результата df = dТ.
7. Сравнить способы измерения по точности.
Контрольные вопросы и задания
1. Методика измерения
2. Расчетные формулы.
3. Классификация погрешностей.
4. Что относят к средствам измерения?
5. Методы измерений.
6. Способы сравнения сигналов.
7. Параметры, описывающие динамически изменяющийся сигнал.
Лабораторная работа № 10
ПОВЕРКА ВЕСОВ
Цель работы: выполнить поверку весов, сделать вывод об их пригодности для измерений.
Приборы: весы, набор гирь.
Теоретические сведения
1. Поверка средств измерений
Поверку СИ осуществляют юридические лица и индивидуальные предприниматели, аккредитованные в установленном порядке в области обеспечения единства измерений.
Требования к организации и проведению поверки СИ на территории РФ устанавливает нормативный документ- правила по метрологии ПР 50.2.006 «ГСИ. Порядок проведения поверки СИ».
В большинстве случаев поверка состоит из следующих операций, совершаемых со средством измерения:
- внешний осмотр, при котором проверяют комплектность документации, наличие всех необходимых деталей и элементов, клейм, знаков; отсутствие внешних дефектов и так далее;
- проверка работоспособности, проводится для всех элементов СИ и на всех режимах;
- экспериментальное определение метрологических характеристик СИ с целью установления их соответствия требованиям нормативной и технической документации.
Юридические лица и индивидуальные предприниматели, применяющие СИ в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, обязаны своевременно представлять эти СИ на поверку.
СИ подвергаются первичной, периодической, внеочередной и инспекционной поверкам. Первичная поверка проводится до ввода в эксплуатацию, а также после ремонта СИ. Периодическая поверка выполняется через установленные интервалы времени (межповерочные интервалы, установленные с расчётом обеспечения пригодности к применению СИ на период между поверками), чаще всего – один раз в год, но не реже одного раза в пять лет. Ей подвергаются СИ, находящиеся в эксплуатации. Внеочередную поверку проводят при эксплуатации (хранении) СИ в следующих случаях: повреждение знака поверительного клейма, утрата свидетельства о поверке; ввода в эксплуатацию СИ после длительного хранения (более одного межповерочного интервала); проведение повторной настройки при неудовлетворительной работе прибора, известном или предполагаемом ударном воздействии на СИ. Инспекционную поверку производят для выявления пригодности к применению СИ при осуществлении государственного метрологического надзора.
2 Решаемые задачи
2.1. Определить порядок и условия проведения поверки, изучив нормативно-техническую документацию.
2.2. Провести внешний осмотр.
2.3. Выполнить опробование.
2.4. Определить метрологические параметры.
2.5. Оформить результаты поверки.
3 Приборы
3.1 Поверяемые средства: весы для статического взвешивания по ГОСТ 24104.
3.2 Средства поверки: набор гирь М1 по ГОСТ OIML R 111-1-2009.
3.3 Метрологические характеристики средств поверки и поверяемого средства.
Определите основные метрологические характеристики по нормативно-технической документации на приборы и на самих приборах и занесите в табл. 1.
Таблица 1
| Характеристика | Весы | Набор гирь |
| НмПВ (наименьший предел взвешивания), г НПВ (наибольший предел взвешивания), г | Значения меры: | |
| Цена поверочного деления α, г | ||
| Предел допускаемой погрешности Δmax , г | ||
| Класс точности |
4 Нормативно-техническая документация
4.1 ГОСТ 24104-2001. Весы лабораторные. Общие технические требования.
4.2 ГОСТ 8.453-82. Весы для статического взвешивания. Методы и средства поверки.
4.3 Руководство по эксплуатации весов (РЭ).
5 Условия поверки и подготовка к ней
5.1 Условия поверки должны соответствовать установленным в ГОСТ 24104 при отсутствии атмосферных осадков и скорости ветра не более 5 м/с.
5.2 Электромеханические весы должны быть выдержаны при заданной температуре в соответствии с ГОСТ 8.453.
Определите условия в аудитории и сделайте вывод о возможности проведения поверки весов в данных условиях (ГОСТ 24104). Подготовьте весы к проведению поверки в соответствии с ГОСТ 8.453 п.2.
6 Порядок выполнения поверки
6.1 Внешний осмотр.
6.1.1 При внешнем осмотре собранных весов должно быть установлено наличие основных обозначений по ГОСТ 24104.
Отразите в протоколе соответствие весов требованиям ГОСТ 24104.
6.1.2 Основные обозначения должны быть четкими, хорошо видимыми и должны быть выполнены на табличке, постоянно закрепленной на весах, или непосредственно на весах.
Отразите в протоколе характер основных обозначений: четкие/нечеткие, хорошо/плохо видимы, выполнены на табличке/непосредственно на весах.
6.1.3 Отсутствие механических повреждений.
Отразите в протоколе наличие или отсутствие механических повреждений весов.
6.2 Опробование
При опробовании собранных весов проверяют взаимодействие их частей, устройств тарирования, аппаратуры управления, измерения и индикации. Весы с различными режимами работы опробуют при всех режимах.
Отразите в протоколе работоспособность органов управления, аппаратуры индикации и режимов работы, заполнив табл. 2.
| № измерения | Наименование | Работоспособность (раб/ не раб.) |
| Кнопка ВКЛ/ТАРА | ||
| Кнопка Ф | ||
| Кнопка ВЫКЛ | ||
| Дисплей | ||
| Режим установок | ||
| Автоматическое отключение | ||
| Выбор единиц измерения (граммы, унции, караты) | ||
| Счетный режим работы | ||
| Режим тарирования |
Таблица 2
6.3 Определение метрологических параметров
Метрологические параметры определяют на собранных весах. При этом определяют непостоянство показаний ненагруженных весов, независимость показаний весов от положения груза на грузоприемном устройстве, чувствительность и погрешность показаний нагруженных весов. Метрологические параметры определяют методом непосредственной оценки при помощи образцовых гирь 4-го разряда.
6.3.1 Непостоянство показаний ненагруженных весов определяют перед установлением других метрологических параметров нагруженных весов. При определении непостоянства показаний ненагруженных весов на грузоприемное устройство помещают гири-допуски массой, равной при эксплуатации 1е (е – цена поверочного деления) и регулятором «нуля» или тары устанавливают весы в нулевое положение (положение равновесия). Непостоянство показаний определяют для настольных весов и рычажных безменов при выведении их из положения равновесия нажатием рукой на грузоприемную площадку весов с определением и регистрацией массы.
В случае невозвращения указателя отсчетного устройства в нулевое положение (положение равновесия) необходимо снять или положить на грузоприемное устройство гири-допуски. Непостоянство показаний ненагруженных весов не должно превышать значений ±1α.
Отразите в протоколе непостоянство показаний ненагруженных весов, заполнив табл. 3.
Таблица 3
| № измерения | Масса начальной гири допуска, кг | Измеряемая масса, при нажатии рукой, кг | Масса гирь-допуска для компенсации непостоянства измерений (+ добавлена/ – убрана), кг |
6.3.2 Независимость показаний весов от положения груза на грузоприемном устройстве проверяют при нагружении весов образцовыми гирями массой, соответствующей 10 % НПВ. Образцовые гири размещают на настольных весах с одной площадкой - в центре, а затем по ее углам. Погрешность каждого из показаний весов при различном расположении образцовых гирь на грузоприемном устройстве не должна превышать предела допускаемой погрешности, установленной в ГОСТ 24104.
Отразите в протоколе зависимость показаний весов от положения груза на грузоприемном устройстве, заполнив табл. 4.
Таблица 4
| № измерения | Масса образцовой гири Q, кг | Результат измерения X, кг | Абсолютная погрешность измерения Δ = Q - X , кг | Предел допускаемой погрешности Δmax, кг |
6.3.3 Погрешность нагруженных электромеханических весов определяют при увеличении и при уменьшении нагрузками, равными десяти значениям массы, равномерно распределенным во всем диапазоне взвешивания, включая НмПВ, 500α, 2000α и НПВ (для весов среднего класса точности).
Погрешность весов не должна превышать предела допускаемой погрешности, установленной в ГОСТ 24104.
Отразите в протоколе погрешность показаний нагруженных весов, заполнив табл. 5.
6.3.4 Чувствительность весов определяют не менее, чем при трех значениях нагрузки, включая НмПВ и НПВ, путем помещения на грузоприемное устройство или снятия с него гирь-допусков, равных по массе от 0,5α до 1,4α. Чувствительность весов во всем диапазоне взвешивания не должна превышать 1,2α.
Отразите в протоколе чувствительность нагруженных весов, заполнив табл. 6.
Таблица 5
| № измерения | Нагружение или разгрузка +/ – | Масса гири Q, кг | Результат измерения X, кг | Абсолютная погрешность измерения Δ = Q - X , кг | Предел допускаемой погрешности Δmax , кг |
| + | 0,0102 | ||||
| + | 0,1104 | ||||
| + | 0,2204 | ||||
| + | 0,3309 | ||||
| + | 0,4400 | ||||
| + | 0,5501 | ||||
| + | 0,6603 | ||||
| + | 0,7705 | ||||
| + | 0,8815 | ||||
| + | 1,0002 | ||||
| - | 0,8815 | ||||
| - | 0,7705 | ||||
| - | 0,6603 | ||||
| - | 0,5501 | ||||
| - | 0,4400 | ||||
| - | 0,3309 | ||||
| - | 0,2204 | ||||
| - | 0,1104 | ||||
| - | 0,0102 |
Таблица 6
| № измерения | Нагрузка, г | Цена деления α, кг | Масса гири-допуска при которой изменились показания весов, кг |
| 0,0103 | |||
| 0,5009 | |||
| 1,0004 |
6.3.5 Погрешность шкалы устройства для компенсации массы тары определяют не менее, чем в пяти равномерно расположенных отметках, включая НмПВ и НПВ – 0,5 кг. Гири соответствующей массы устанавливают на площадку весов, после чего устанавливают или снимают гири-допуски, устанавливая весы в нулевое положение. Погрешность устройства не должна превышать пределов допускаемой погрешности, установленной в ГОСТ 24104.
Отразите в протоколе погрешность устройства для компенсации массы тары, заполнив табл. 7.
Таблица 7
| № измерения | Компенсируемая масса тары, кг | Масса гирь-допусков при которых весы переходят в нулевое положение, кг |
| 0,0103 | ||
| 0,0253 | ||
| 0,5102 | ||
| 0,7508 | ||
| 1,0031 |
7 Оформление результатов поверки
Отразите в выводах:
На основании проведенной поверки весы __________(обозначение весов) № _______(заводской номер), изготовленные (производитель весов)_____________ пригодны/не пригодны для применения.
Контрольные вопросы и задания
1. Кем осуществляется поверка средств измерений?
2. Какие операции проводятся при поверки средств измерения?
3. Виды поверок.
4. Виды основных метрологических характеристик средств измерений.
5. Порядок проведения поверки весов.
6. Юстировка и калибровка средств измерения.
7. Метрологическая аттестация средств измерения.
Лабораторная работа № 11