Презентація на тему:
МІРИ

Л6 МІРИ

Міра – вимірювальний пристрій, що реалізує відтворення та (або) зберігання фізичної величини заданого значення. Наприклад: нормальний елемент - міра ЕРС постійного струму; кварцовий генератор - міра частоти електричних коливань.

Основними метрологічними характеристиками міри є її номінальне значення та клас точності. Номінальним значенням міри Хн називають значення фізичної величини, яке вона повинна відтворювати і яке вказане на ній або приписане їй. Наприклад, кілограмова гиря має номінальне значення 1 кг, стоомна вимірювальна котушка електричного опору має номінальне значення 100 Ом.

Істинне значення міри значення фізичної величини, що відтворюється мірою у певних умовах її застосування. Воно дорівнює розміру фізичної величини, який існує об'єктивно, в той час як номінальне значення має умовний характер.

Дійсне або умовно-істинне значення міри — значення відтворюваної мірою фізичної величини, знайдене вимірюванням з такою точністю, що для певної мети, наприклад, метрологічної перевірки міри, ним можна замінити її істинне значення.

Клас точності мір визначає границі їх допустимих основної та додаткових похибок, які виражають у формі зведених γм.гр, відносних δ м.гр або абсолютних Δ м.гр похибок згідно з ГОСТ 8.401-80

Абсолютна похибка міри де Х - дійсне або умовно-істинне значениня відтворюванної мірою фізичної величини (дійсне значення міри).

Однозначна нерегульована міра - відтворює величину одного сталого розміру. Наприклад: нормальний елемент, конденсатор постійної ємності. Рівняння перетворення XN = NX * qX = const ( NX , qX - const)

Калібри міри, що відтворюють геометричні розміри елементів виробу і призначені для порівняння з ними розмірів, форми і розміщення поверхонь елементів виробу для визначення їх придатності. Наприклад, калібри для контролю гладких циліндричних поверхонь (валів, втулок) називають снобами, а для контролю отворів - корнами.

Багатозначна міра відтворює фізичну величину різних розмірів. Наприклад: конденсатор змінної ємності, штрихова міра довжини (лінійка), магазин електричного опору. Багатозначні міри виготовляють у формі наборів мір, магазинів мір та калібраторів.

Набір мір комплект конструктивно відокремлених мір різного розміру однієї і тієї самої фізичної величини. Наприклад, набір гир, набір калібрів, набір резисторів. Міри, що входять в набір, можуть використовуватися як окремо, так і в різних комбінаціях для відтворення ряду розмірів цієї фізичної величини.

Магазин мір набір мір, конструктивно об'єднаних в одне ціле з пристроєм для вмикання їх у різних комбінаціях. Наприклад - магазини електричного опору, індуктивності, ємності.

Важільний магазин опору реалізує однозначну регульовану міру

Калібратор - багатозначна керована електронна міра, призначена для відтворення ряду розмірів однієї і тієї самої фізичної величини із заданою точністю та дискретністю. Наприклад, калібратори напруги постійного струму, сили постійного струму, електричного опору постійного струму.

Багатозначна нерегульована міра відтворює одночасно декілька однорідних величин із заданими сталими розмірами. Наприклад: подільник напруги з багатьма постійними відводами, що живиться від одного джерела Рівняння перетворення: XN = NX * qX = var ( NX - var , qX - const)

Міра переносна являє собою автономний вимірювальний пристрій як у конструктивному виконанні, так і в застосуванні у вимірювальних операціях. Наприклад, набір гир, нормальний елемент, магазин електричного опору.

Міра стаціонарна міра, конструктивно вмонтована у засіб вимірювальної техніки і є елементом його вимірювальної схеми або призначена для його метрологічної перевірки. Наприклад: однозначна міра електричного опору, вмонтована в міст постійного струму; нормальний елемент, вмонтований у компенсатор постійного струму.

Основні вимоги до мір електричних величин

Міри електричних величин міри електрорушійної сили постійного струму міри напруги та сили постійного і змінного струму міри електричного опору міри індуктивності та взаємоіндуктивності міри ємності

Найважливіши вимоги стабільність параметрів міри в часі висока точність підгонки дійсного значення міри до номінального

Похибка підгонки параметрів може бути визначена під час атестації або метрологічної перевірки міри і врахована введенням поправок, спричинена нестабільністю параметрів міри, виключенню не піддається і входить в остаточний результат вимірювання.

Мінімальні значення залишкових (паразитних) параметрів індуктивність та ємність для мір електричного опору, активний опір та міжвиткову ємність для мір індуктивності тощо. Наявність залишкових параметрів призводить до залежності значення міри від частоти і форми кривої змінного струму, тобто викликає появу частотної похибки

Інши вимоги мала залежність значення міри від умов експлуатації та можливість урахування цього впливу; мінімальна термо-ЕРС матеріалу міри в парі з міддю; простота конструкції та зручність застосування, малі розміри і маса тощо.

Мірою електрорушійної сили (ЕРС) постійного струму є нормальний елемент (НЕ), який являє собою гальванічний елемент з точно відомим і стабільним значенням ЕРС.

Нормальний елемент (НЕ) Електролітом НЕ є водний розчин сульфату кадмію З, позитивним електродом - ртуть 5 і сульфат закису ртуті 4, негативним - амальгама кадмію (розчин кадмію ртуті) 1 у двофазному стані (твердому і рідкому), а виводи електродів виконані з платинового дроту.

Нормальний елемент (НЕ)

Калібратори електричних величин

Калібратори електричних величин використовують переважно як зразкові засоби для метрологічної перевірки таких вимірювальних приладів, як амперметри, вольтметри, частотоміри, ватметри, фазометри, омметри тощо.

Програмно-керовані калібратори застосовують для побудови високопродуктивних автоматизованих засобів метрологічної перевірки з широким використанням ЕОМ та мікропроцесорів.

Основні метрологічні характеристики калібратора П320

Міри електричного опору

Міри електричного опору (МЕО) у колах постійного та змінного струму є: вимірювальні котушки електричного опору (однозначні міри електричного опору), магазини опору (багатозначні міри електричного опору) та перехідні міри опору, метрологічні характеристики яких нормовані ГОСТ 23737-79

Характеристики МЕО залежать від матеріалу і технології виготовлення їх резистивних елементів. До МЕО ставлять такі вимоги: висока точність підгонки дійсного значення опору міри до номінального, висока відтворюваність опору міри і його стабільність в часі, малий температурний коефіцієнт опору та мінімально можлива термоелектрорушійна сила в парі з міддю.

Манганін (сплав міді—84%, марганцю —12%, нікелю - 3% і домішок алюмінію і заліза). Питомий опір манганіну р=(0,42.. .0,48) · 10-6 Ом·м, термоелектрорушійна сила в парі з міддю становить (1.5...3) мкВ/°С, температурний коефіцієнт опору (ТКО) – ± (3.. .40) 10-6 1/°С.

Конструкція вимірювальної котушки електричного опору

Зразкова котушка опору

Основні метрологічні характеристики клас точності, номінальне і дійсне значення опору міри, номінальне та максимальне значення потужності розсіювання.

Клас точності однозначної міри електричного опору (ОМЕО) позначають одним числом с, яке вибирають із ряду : 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2, дорівнює границі допустимої основної відносної похибки міри δRгр , тобто:

Номінальне значення опору ОМЕО - значення опору, вказане на мірі або приписане їй. Номінальне значення опору RH ОМЕО вибирають із ряду RH= 10n Ом, де n - ціле число в діапазоні від -5 до +16.

Дійсне значення опору ОМЕО - значення опору, визначене під час метрологічної перевірки міри і вказане в паспорті або свідоцтві про перевірку.

Дійсне значення опору ОМЕО Rд визначають з похибкою, не більшою від 1/5 від класу точності міри, і воно може відрізнятися від номінального не більше ніж на ±0,01 % для ОМЕО класу точності 0,01 і точніших, і на значення, яке числово дорівнює класу точності для менш точних мір.

Номінальна потужність - це потужність, розсіювана мірою, за якої похибка не перевищує границі допустимої основної похибки і за якої допускається визначення дійсного значення опору міри при метрологічній перевірці.

Максимальна потужність розсіювана мірою, за якої допускається застосування міри у вимірювальних колах, але виникає додаткова похибка, яка не повинна перевищувати значення, що числово дорівнює класу точності міри.

Для ОМЕО зі значенням опору до 205 Ом включно номінальна потужність звичайно дорівнює 0,1 Вт, а максимальна - 1 Вт, для мір з опором 106 Ом і більше нормується номінальна напруга, яка становить від 200 до 2000 В.

Стабільність ОМЕО характеризують зміною її опору за один рік, вираженою у відсотках від номінального значення. Ця зміна не повинна перевищувати для ОМЕО класу точності 0,01 і точніших значень, що числово дорівнюють класу точності міри. Для менш точних мір стабільність опору не нормується.

Еквівалентна схема заміщення її повний опір

Багатозначні міри електричного опору

Основні метрологічні характеристики магазинів опору клас точності, максимальний опір Rmax , кількість декад т, опір одного ступеня молодшої декади (кροκ квантування) Rmin ., номінальна Ρн і допустима Ρдоп. потужність на один ступінь опору декади, початковий опір Ro, варіація початкового опору ΔR0, стала чаcy t і верхня границя частотного діапазону для МО, які застосовують в колах змінного струму.

Клас точності МО позначають у вигляді відношення двох чисел c/d або одним числом с для МО в яких с=0,0005; 001; 0,005; 0,01, нормують допустиму зміну опору магазина за один рік і допустиме відхилення дійсного значення опору від номінального значення,

Клас точності МО позначають у вигляді відношення двох чисел c/d або одним числом с для МО, в яких с = 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5 - тільки допустиме відхилення дійсного значення опору МО від номінального значення.

Умови застосування МЕО

Дійсне значення опору Rθ (в омах) для ОМЕО класів точності 0,0005.. .0,01 при температурі θ °С у межах робочих умов застосування знаходять за формулою

Міри ємності

Міри ємності конденсатори сталої (однозначні міри ємності); конденсатори змінної ємності (багатозначні міри ємності з безперервним змінюванням ємності); магазини ємності (багатозначні міри ємності, що мають одну або декілька декад зі ступінчастим або ступінчастим і безперервним змінюванням ємності).

Схема декади штепсельного магазина ємностей

Номінальне значення ємності ОМЄ в пікофарадах повинне відповідати одному із чисел ряду: (1; 2; 3; 5; 9; 20)·10n, де n - ціле число в діапазоні від-4 до +11.

Клас точності ОМЄ і конденсаторів змінної ємності позначають одним числом k, яке вибирають з ряду : 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,25; 0,5; 1; 2; 5.

Основні метрологічні характеристики мір ємності

Міри індуктивності та взаємної індуктивності

Вимірювальні котушки індуктивності та взаємоіндуктивності - однозначні міри індуктивності та взаємоіндуктивності

Варіометри індуктивності і взаємоіндуктивності - багатозначні міри індуктивності і взаємоіндуктивності з безперервним змінюванням індуктивності й взаємоіндуктивності

Магазини індуктивності і взаємоіндуктивності -багатозначні міри індуктивності і взаємоіндуктивності, що мають одну або декілька декад зі ступінчастим або безперервним і ступінчастим змінюванням індуктивності і взаємоіндуктивності

Номінальне значення індуктивності однозначних мір в генрі повинне вибиратися з ряду: (1...20)·10n , де n= -9...+3, взаємної індуктивності з ряду: (1; 2; 3; 5; 20)·10n, де n=-9...0.