Поверка средств измерений

Поверкой СИ называют совокупность действий, выполняемых для оценки их погрешностей. Цель, которую в первую очередь преследует поверка -обеспечивает ли средство измерения ту точность измерения, которую от них ожидают, т. е. соответствуют ли они регламентированному значению погрешностей, присвоенному классу точности и разряду точности.

При поверке средств измерения (мер и приборов), предназначенных для применения без поправок, определяют, не выходят ли их погрешности (а также некоторые другие показатели) за установленные пределы, не превышают ли они допускаемые значения. При поверке приборов, применяемых с учетом поправок к их показаниям, задача усложняется - необходимо определять значения поправок. Повышаются требования к образцовым СИ, процесс поверки становится более трудоемким.

Большое значение имеет поверка мер и измерительных приборов и в международном масштабе. Без обеспечения международного единства мер практически невозможно наладить торговлю, культурный и научный обмен, если объекты торговли и обмена имеют характеристики, определяемые путем измерений.

Поверка СИ является по существу, одним из звеньев многоступенчатого процесса передачи размера единицы измерения от эталона до СИ. Именно связь с эталоном является необходимым условием повсеместного единства мер, единства единиц измерения. Связь эта осуществляется ступенями, причем, если идти от эталона, каждая следующая ступень по точности ниже предыдущей. Для каждого применяющего средства измерения в рабочих условиях эта связь осуществляется как бы в обратном направлении: от применяемого СИ вверх - до эталона.

Выбор образцовых средств измерения. Основной вопрос, возникающий при выборе СИ - во сколько раз погрешности образцового прибора должны быть меньше, чем допускаемые погрешности рабочего прибора.

Целесообразная граница наивысшего требуемого уровня точности образцового СИ определяется сравнительно просто. Как правило, значение погрешности определяется классом точности в виде числа с одной или максимум двумя значащими цифрами, причем вторая цифра равна 5, (например, 1;0,1; 0,25% и т. д.) Можно считать, что погрешность прибора определена достаточно достоверно, если погрешность образцового прибора меньше в десять раз. Например, при поверке СИ с допускаемой погрешностью в 1%, погрешность образцового прибора не должна превышать 0,1%.

При определении поправок к показаниям СИ предельная допускаемая погрешность поверяемых меры или прибора не может служить критерием для определения необходимой точности образцового прибора. Таким критерием является точность, с которой требуется определить поправки. Эта точность ограничивается степенью стабильности средства измерения, возможной точностью отсчета и некоторыми другими характеристиками, присущими поверяемым СИ.

Однако в большинстве случаев исходить отношение 1:10 не выполняется. Нельзя не учитывать, что в различных случаях и для различных конструкций приборов степени достоверности результатов поверки бывают различными. В технической литературе и нормативной документации для отдельных типов и видов СИ устанавливаются отношения 1:3; 1:4 и 1:5. Большое значение имеет постоянство, воспроизводимость показаний образцового прибора: чем больше вариации (непостоянство) его показаний, тем больше должно быть отношение. Так как это крайне нежелательно, во многих случаях к образцовым приборам предъявляют повышенные требования в отношении вариаций их показаний. Минимальным допустимым отношением погрешностей следует считать 1:3. Отношения 1:2 и менее могут оказаться приемлемыми при условии, если случайные погрешности поверяемых и образцовых мер или приборов незначительны, а их точность определяется в основном только систематическими погрешностями.

Если к прибору класса 0,5 имеются поправки, а вариации его показаний не выходят за пределы, установленные для приборов класса 0,2, то таким прибором с учетом поправок можно пользоваться как образцовым для поверки приборов класса 1 наравне с приборами класса 0,2. Другими словами, требуемая точность образцового прибора определяется не соотношением классов, а соотношением действительных точностей поверяемого и образцового СИ.

Поверочные схемы. Для обеспечения правильной передачи единиц измерения должен быть установлен определенный порядок этой передачи. Поэтому составляют поверочные схемы, устанавливающие соподчинение эталонов и образцовых мер и измерительных приборов, а также порядок и точность передачи единиц измерения от эталонов к образцовым, а от них – к СИ (рабочим мерам и измерительным приборам).

Эталоны и ближайшие к ним разряды образцовых СИ находятся в метрологических организациях, которые осуществляют передачу размеров единиц на высших ступенях схем. Пример такой схемы приведен на рис. 1.

Нижняя часть таких схем носит общий характер, так как охватывает большую группу приборов, объединяемых общими метрологическими, а иногда и конструктивными признаками. Эти схемы являются основой для построения поверочных схем предприятий, располагающих большим числом разнообразных приборов с двумя, тремя и более ступенями точности.

В поверочных схемах предприятий рабочие СИ, как правило, сгруппированы, образцовые же средства измерения указываются более конкретно. В верхней части схемы располагаются меры или приборы высшей для данного предприятия точности. Часто их называют исходными. Называть их эталонами или эталонными средствами измерения не следует, так как по точности они стоят ниже государственного эталона. Эти СИ в установленные сроки поверяют в метрологической организации. Так как в качестве рабочих используют средства измерения различных уровней точности, то для их поверки применяют образцовые СИ различных разрядов. Таким образом, некоторые рабочие приборы по точности могут превосходить образцовые, предназначенные для поверки менее точных рабочих приборов. Однако из этого не следует делать вывод, что рабочие приборы высокой точности могут одновременно применяться в качестве образцовых. Одно из основных правил метрологии заключается в том, что к хранению и использованию эталонов, образцовых мер и образцовых измерительных приборов следует относиться с большой тщательностью, чтобы обеспечивалась максимально возможная неизменность их метрологических характеристик. Ни одна образцовая мера или образцовый прибор не должны применяться для практических измерений в интересах их наименьшего износа и наибольшей сохранности.

Поверочные схемы составляют отдельно по каждому виду измерений.

Приведенная на рис. 1. плакатная форма наглядна, но не всегда удобна. Более удобной является поверочная схема, составленная в виде ведомостей.

Основной операцией поверки меры или прибора является определение (или оценка) их погрешностей. Существуют следующие основные способы поверки: непосредственное сличение, компарирование, поверка по образцовой мере, измерение поверяемым прибором величины, воспроизводимой мерой.

Для более сложных СИ (измерительных приборов и систем), состоящих из ряда взаимосвязанных элементов, различают комплектную и поэлементную поверки.

Проведение и оформление процесса поверки. В процессе поверка, как правило, ведут протокол, в который вносят:

1. Номинальные характеристики и параметры поверяемого прибора или меры и их формальные признаки, в том числе: наименование прибора, завод-изготовитель, заводское обозначение прибора, его заводской номер, диапазоны измерений и т. п.;

2. Условия поверки, в том числе: температура помещения или среды, в необходимых случаях давление воздуха и его относительная влажность, а также другие специфические условия;

3. Наименование примененных при поверке образцовых мер и приборов (с указание их номеров), а также установок и вспомогательной аппаратуры;

4. Результаты каждого отдельного измерения, произведенного в процессе поверки.

В дальнейшем эти результаты анализируются и подвергаются математической обработке, например, вычисляют погрешности, вариации показаний, средние значения, поправки, поправочные множители и т. п.

В качестве примера могут служить кривые, вычерченные по данным протокола поверки прибора класса 0,5:

Рис. 1. Поверочная схема.

1) Погрешности прибора в одном случае достигли предельного допускаемого значения (точка 90) и в пяти случаях были близки к этому значению (0,4% в точках 40, 60, 80, 90 и 100);

2) Заметно влияние трения на показания прибора, что отражается на характере кривых, расходящихся "ножницами" по мере их приближения к началу шкалы;

3) Вариация показаний в точке 10 достигает 0,5%, т. е. предельного допускаемого значения;

4) Нарушение общего характера кривых ("ножниц") для отметки 70 можно объяснить недостаточно тщательной установкой стрелки на этой отметке при проверке. Можно рекомендовать провести поверку на этой отметке еще несколько раз, регулируя плавно измеряемую величину - то со стороны больших значений, то со стороны меньших;

5) В остальном поверка проведена достаточно тщательно, так как кривые расходятся достаточно равномерно. Общее расположение кривых на диаграмме свидетельствует о том, что погрешности прибора можно снизить, если путем регулирования сместить все кривые на 0,15% вниз. При этом средняя нулевая линия будет иметь вид, показанный пунктиром. Погрешности при различных показаниях не будут превышать ±0,35%. Однако существенный недостаток прибора (большие вариации) не будет устранен.

По окончании поверки прибора и после анализа протокола делают вывод о пригодности или непригодности прибора, и в протокол вносят соответствующую запись об этом.

Дата добавления: 2014-01-04