Определение порога чувствительности

Под порогом чувствительности понимают наименьшее изменение измеряемой величины, способное вызывать изменение показаний измерительного прибора или выходного сигнала преобразователя.

Порог чувствительности автоматических потенциометров определяется в трёх точках шкалы (10%,50% и 90% диапазона измерения поверяемого прибора) при прямом и обратном ходе каретки поверяемого прибора.

Для определения порога чувствительности в начальном диапазоне шкалы, вращая рукоятки резисторов "Ñ mV"и "ÑÑ mV" источника регулируемого напряжения (ИРН) (рис.3), подают на зажимы автоматического потенциометра напряжение, отклоняющее указатель на 10% диапазона шкалы. Чтобы исключить влияние вариаций показаний, перед определением порога чувствительности указатель поверяемого прибора необходимо предварительно переместить в намеченном направлении. Потенциометром Р4833 измеряют поданное напряжение U_i. Для этого нажимают на кнопку "Z" и устанавливают стрелку гальванометра на нуль вращением ручек декадных переключателей "х 10 Ω(mV)", "х 1 Ω(mV)", "х 0,1 Ω(mV)", "х 0,01 Ω(mV)" вначале при нажатой кнопке "Ñ" (грубо), а затем при нажатой кнопке "ÑÑ" (точно). Значение измеренного напряжения в милливольтах будет равно сумме показаний декад. Результаты наблюдений записывают в протокол поверки (форма 1).

источником регулируемого напряжения ("Ñ mV"и "ÑÑ mV") производят такое минимальное изменение напряжения, при котором наблюдается малейшее перемещение указателя поверяемого потенциометра в намеченном направлении. Потенциометром Р4833 измеряют поданное напряжение U_I+Δ и записывают в протокол поверки (форма 1).

Аналогичные операции осуществляют в середине и в конце диапазона измерения при прямом и обратном ходе указателя поверяемого прибора.

Поверка показаний

В результате поверки показаний определяют основную погрешность и вариацию показаний автоматического потенциометра. Поверка производится методом сравнения показаний поверяемого и образцового потенциометров. До начала опыта необходимо поверить действие медного сопротивления R_м, включенного в схему потенциометра для автоматического введения поправки на температуру свободных концов термоэлектрического термометра. Для этого при включенном поверяемом потенциометре обесточивают источник регулируемого напряжения (кнопкой "БМ") (рис.3). В этом случае автоматический потенциометр должен показать температуру, которую имеет R_м, т.е. температуру свободных концов t₀^' термоэлектрического термометра. Более точное определение t₀^' проводится непосредственным измерением температуры R_м стеклянным термометром, установленным в корпусе поверяемого потенциометра.

Включая источник регулируемого напряжения (кнопкой "БМ") (рис.3), постепенно увеличивают напряжение, подводя указатель поверяемого прибора к намеченной для поверки отметке, и измеряют величину напряжения потенциометром Р4833. В процессе измерения указатель поверяемого прибора может отклониться с поверяемой отметки. Необходимо возвратить его на поверяемую отметку и повторить измерение. Результаты наблюдений заносят в протокол поверки (форма 2). После поверки первой отметки, увеличивая напряжение, подводят указатель поверяемого прибора к следующей намеченной для поверки отметки и производят измерение напряжения так же, как и для начальной отметки. После измерения на последней отметке плавно уменьшают напряжение, повторно проводя измерения у каждой отметки. При подводе указателя поверяемого прибора к намеченной отметке шкалы не допускается даже небольшое перескакивание через неё и возврат обратно, так как в таком случае нельзя правильно определить вариацию показаний прибора.

У автоматических потенциометров поверяют все оцифрованные отметки шкалы, в том числе и конец шкалы. Каждая отметка поверяется дважды: при прямом и обратном ходе указателя.

Обработка и оформление результатов

Абсолютное значение порога чувствительности

ΔU=U_I+Δ - U_I,

где ΔU - порог чувствительности прибора, мВ; U_i, U_i+Δ - значения напряжений до и после наблюдаемого минимального перемещения указателя потенциометра, мВ.

Порог чувствительности выражают в долях (%) диапазона измерения поверяемого прибора:

где S_u - порог чувствительности прибора, %; U_к, U_н - верхний и нижний пределы измерений поверяемого прибора, мВ.

Для каждой отметки определяют основную погрешность и вариацию показаний по формулам:

Δ₁ = U_ном - U₁, Δ₂ = U_ном - U₂, V= |U₁ - U₂|,

где Δ₁ - основная погрешность прямого хода, мВ; Δ₂ - основная погрешность обратного хода, мВ; U_ном = E(t,t₀)-E(t₀,0) - номинальное значение т.э.д.с. поверяемой отметки с учетом температуры свободных концов, мВ; E(t,t₀) – т.э.д.с. из таблицы (табл.1-3 приложения), соответствующая поверяемой отметке, мВ; E(t,t₀) – т.э.д.с. из таблицы, соответствующая температуре свободных концов t₀^', мВ; V – вариация показаний, мВ.

По данным внешнего осмотра и результатам испытаний делают заключение о пригодности автоматического потенциометра для технических измерений. Полученные при поверке значения основной погрешности и вариации сравнивают с величинами допускаемых погрешностей.

Пределы допускаемой основной погрешности автоматических потенциометров, выраженные в процентах нормирующего значения измеряемой величины, на всех отметках шкалы не должны превышать ± 0,25; ±0,5; ±1,0; ±1,5% - для классов точности 0,25; 0,5; 1,0; 1,5 (соответственно). За нормирующее значение принимают разность конечных значений диапазона измерения U_к и U_н, мВ. Предел допускаемой погрешности по абсолютной величине:

.

Здесь к - класс точности поверяемого прибора.

Порог чувствительности автоматического потенциометра не должен превышать для приборов класса 0,25 и 0,5 - значения 0,1 % от диапазона измерений; для приборов класса 1,0 - значения 0,2 % от диапазона измерений.

В отчёте необходимо привести:

а) краткое описание работы;

б) принципиальную схему установки для поверки автоматических потенциометров;

в) протокол поверки потенциометра;

г) заключение о годности прибора.

Контрольные вопросы

1. Как осуществляется автоматическая поправка на температуру свободных концов термоэлектрического термометра?

2. Какие преимущества имеет компенсационный метод измерения т.э.д.с. по сравнению с измерением при помощи милливольтметра?

3. Как преобразуется постоянное напряжение небаланса измерительной схемы в переменное напряжение?

4. Что влияет на правильное измерение т.э.д.с. термоэлектрического термометра компенсационным методом?

5. Что может вызвать значительные дополнительные погрешности у потенциометра?

Форма 1

Протокол

поверки автоматического потенциометра типа_______, НСХ___,N^o___,класса___, с пределами измерения от___^оС, до______^оС Поверка производилась по потенциометру типа__, N^o_____,класса____. Замечания по внешнему осмотру__________________________________ Время установления показаний___________________________________ Характер успокоения подвижной системы__________________________

Порог чувствительности

Участок шкалы, %	Показания образцового потенциометра, мВ	Порог чувствительности
прямой ход	обратный ход	прямой ход	обратный ход
Ui	Ui+Δ	Ui	Ui-Δ	ΔU,мВ	SU,%	ΔU,мВ	SU,%

Форма 2