Метрологія - Практична №12
Практична робота №12
Вивчення перевірки та калібрування засобів вимірювань
Закон України «Про забезпечення єдності вимірів» від 28.04.93 № 4871-1 визначає перевірку як сукупність операцій, що виконуються органами Державної метрологічної служби або іншими уповноваженими на те органами та організаціями з метою визначення та підтвердження відповідності засобів вимірювань встановленим технічним вимогам.
Кошти вимірювань, що підлягають державному метрологічному контролю та нагляду, повіряються під час випуску з виробництва або ремонту, ввезення імпорту та в процесі експлуатації.
Допускається продаж та видача напрокат лише повірених засобів вимірювальної техніки. Співробітник метрологічної служби, який здійснює перевірку, повинен бути атестований як повіритель відповідно до ПР 50.2.012-94.
Результатом перевірки є визнання придатності або непридатності засобу вимірювання до застосування. Якщо вимірювальний засіб визнано придатним, то на нього та (або) технічну документацію наноситься відбиток повірного тавра та (або) видається Свідоцтво про повірку. Якщо вимірювальний засіб визнано непридатним, то відбиток повірного тавра та (або) Свідоцтво про повірку анулюється та виписується Повідомлення про непридатність або робиться відповідний запис у технічній документації.
Окремі аспекти перевірочної діяльності регламентовано низкою документів, затверджених Держстандартом України.
Калібрування піддаються засоби вимірювань, які не підлягають державному метрологічному контролю та нагляду, тобто перевірці.
Калібрування не є обов'язковим і здійснюється на добровільній основі. Виконують калібрування будь-які метрологічні служби, у тому числідержавні.
Обов'язковою умовою є «прив'язка» робочих засобів вимірювань до державного (національного) стандарту. Методика калібрування (повірочна схема) повинна базуватися на робочих еталонах, що входять до державної повірочної схеми для даних вимірювальних засобів. Виконання цієї головної умови забезпечується шляхом акредитації калібрувальних лабораторій в уповноважених на це метрологічних інститутах чи органах Державної метрологічної служби.
Вибір робочого зразка для перевірки робочих засобів вимірів.
Основною операцією перевірки вимірювального засобу є визначення (або оцінка) його похибок. Якщо засіб вимірювань застосовується без введення поправок, то при перевірці визначають, чи не виходять його похибки за встановлені межі (чи не перевищують вони значення, що допускаються). При перевірці засобів вимірювань, що застосовуються з урахуванням поправок до їх показань, необхідно визначити значення похибок, отже, перевірка ускладнюється.
Важливо вибрати оптимальне співвідношення між допустимими похибками робочого еталона і робочого засобу вимірювань, що повіряється. Чим більше це співвідношення, тим більшою достовірністю і точністю визначається похибка робочого засобу вимірювань.
Однак вимоги, що пред'являються до робочого зразка, певною мірою суперечливі. Чим точніше робочий стандарт, тим він дорожче, складніше його експлуатація, нижче надійність (вимагає більш дбайливого звернення, суворого дотримання режиму застосування, найчастіших перевірок). У деяких випадках заміна робочого зразка іншим, що має вдвічі меншу похибку, збільшує на порядок вартість перевірки. Велике значення має сталість, відтворюваність показань робочого зразка: що більше варіації(постійність) його показань, тим більше має бути співвідношення похибок еталонного та робочого засобів вимірювань.
У практиці це співвідношення приймається рівним 1:5. 1:10 при перевірці засобів вимірювань, що не потребують визначення величин поправок, та 1:2,5. 1:5 щодо поправок до показань робочих засобів вимірювань. При цьому враховують характер похибок, метод перевірки і значення помилок 1-го і 2-го пологів, що допускаються (число неправильно забракованих і число неправильно визнаних придатними засобів вимірювань за результатами їх перевірок).
Способи та методи перевірки.
Комплектна перевірка засобів вимірювань.При комплектній повірці засіб вимірювань повіряють в цілому - в повному комплекті всіх його складових частин, - і судження про його придатність виносять на підставі вимірювань відомих або паралельно вимірюваних величин. Засіб вимірювань діє при цьому так, як воно діяло б за його практичного застосування.
Основними способами комплектної перевірки є безпосереднє звірення, звірення заходів за допомогою компаруючого пристрою, перевірка по еталонній мірі та ін.
Безпосереднє звірення застосовують при перевірці штрихових заходів довжини (лінійки, брускові метри, рулетки), мір місткості (мірні колби, циліндри тощо). Більш широко використовують безпосереднє злічення показань повірюваного та еталонного приладів при вимірюванні однієї і тієї ж величини, наприклад, при зануренні еталонного та робочого термометрів у термостат.
Зміна заходів за допомогою компаруючого пристрою значно підвищує точність перевірки. Найчастіше використовувані компаратори – це ваги (звірення гирь), мости постійного і змінного струму (звірення мір опору), компаратори для точних звірень мір довжини.
Повірка по еталонній мірі зводиться до вимірювання величини, що відтворюється еталонною мірою, або до вимірювання деякої величини, яка одночасно зіставляється зі значенням еталонної міри. Наприклад, перевірка штангенциркуля здійснюється шляхом «вимірювання» кінцевої міри довжини, що міститься між його губками. Про похибки судять по різниці між показанням штангенциркуля та значенням міри, що приймається за умовно-справжнє.
Поелементна перевірка засобів вимірів. Точність комплектної перевірки в більшості випадків не викликає сумнівів. Однак іноді доцільніше проводити перевірку поелементно. Поелементною називають перевірку засобів вимірювань, що проводиться шляхом вимірювання параметрів окремих його частин з наступним обчисленням значень вимірюваної величини.
Однією з причин, що спонукають застосовувати поелементну перевірку, є велика трудомісткість комплектного способу або складність підбору еталонів для перевірки засоби вимірювань при великому розмаїтті його показань.
Насправді поэлементную перевірку часто проводять разом із комплектної. Крім окремих частин засобу вимірювань та розрахунку похибок роблять його комплектну перевірку за деяких характерних показань.
Поелементна перевірка у ряді випадків виявляється доцільною для складних засобів вимірювань, зокрема таких, які складаються з компаруючого пристрою з вбудованими в нього заходами.
Перевірка вимірювальних приладів порівняння. Компаратори (вимірювальні прилади порівняння) також підлягають перевірці. Компаратори не дають показань, виражених у тих чи інших одиницях, що зумовлює специфічні особливості їхньої перевірки. Завдання, яке ставиться при їх перевірці, зводиться до виявлення тих похибок, які можуть бути внесені до результатів вимірюваньприлад порівняння за різних умов його застосування. Перевірка приладів порівняння часто здійснюється поелементно. Так як прилад порівняння є пристроєм, що встановлює певне відношення між значенням величини, що вимірюється, і значенням міри, то в першу чергу повірці підлягає правильність відтворення ним цього відношення. Правильність плечей можна визначити шляхом пробних звірень двох заходів з відомими значеннями або шляхом вимірювання окремих елементів, що утворюють плечі порівняльного приладу.
У деяких випадках перевірку здійснюють шляхом звірення з більш точним перетворювачем (наприклад, перевірка вимірювальних трансформаторів електричного струму та напруги). Такий спосіб ефективніший, однак, при цьому доводиться використовувати еталонні перетворювачі, які самі вимагають більш точної перевірки.
Існує ще один шлях перевірки перетворювачів, який полягає в перетворенні вимірюваної величини за допомогою відносно елементів, що легко повіряються. Наприклад, при перевірці вимірювальних трансформаторів для перетворення струму або напруги застосовують шунт або дільник напруги.
Операції, що виконуються під час перевірки. Зовнішній огляд засобу вимірювань та перевірка його справності виходять за межі поняття «перевірка». Однак у практиці під повіркою розуміють сукупність операцій, як із визначення похибок, і з перевірки справності засобів вимірів. Це пов'язано з тим, що більшість цих операцій дозволяє переконатися у відсутності несправностей, які можуть порушити нормальні дії або збільшити їх похибки.
Зовнішній огляд засобів вимірів у більшості випадків є дуже суттєвою операцією. Нерідко при цьому можна виявити на перший погляд незначними дефекти, що знижуютьнадійність засобу вимірювання, призначеного для експлуатації протягом тривалого часу.
Частим ушкодженням є тріщини на склі, що закриває шкалу чи інші частини вимірювального приладу. Як не здаються щільно зімкнутими краї тріщини, через неї проникає пил, який, беручи в облогу на тертьових частинах механізму, може прискорити їх знос і збільшити тертя.
У ряді вимірювальних приладів при зовнішньому огляді перевіряють урівноваженість рухомої частини.
У приладах, з рівнем, перевіряють правильність і міцність кріплення рівня і визначають його чутливість.