LUCRAREA E4

VERIFICAREA METROLOGIC

A MIJLOACELOR DE MSURARE

1. Chestiuni de studiat 1.1. Verificarea metrologic - principii i metode.

1.2. Metoda comparaiei -verificarea unui voltmetru de c.a. de panou.

1.3. Verificarea cu un calibrator.

1.4. Verificarea funciilor de ohmmetru i frecvenmetru la un

multimetru digital

2.Mod de experimentare

2.1. Verificarea metrologic a unui mijloc electric de msurare vizeaz calitatea

mijlocului electric supus msurrii, ca indice al totalitii caracteristicilor metrologice: intervalul

de msurare, capacitatea de suprasarcin, rezoluia, sensibilitatea, exactitatea, puterea consumat,

timpul de msurare, stabilitatea n timp etc.

Prin verificarea metrologic a unui mijloc de msurare se stabilete dac acesta se

ncadreaz n prescripiile clasei de exactitate i ndeplinete i celelalte condiii tehnice stabilite

de normele metrologice.

Metodele utilizate pentru verificarea metrologic a mijloacelor de msurare se pot mpri

n dou mari categorii: metoda comparaiei cu un etalon (fig.1a) i metoda msurii

(calibratorului) etalon (fig.1b).

Fig.1.Metode de verificare metrologic: a) comparaie; b) calibrator

In primul caz se efectueaz msurarea aceleiai mrimi, de valoare necunoscut, att

cu mijlocul de msurare de verificat, ct i cu cel etalon. Pentru utilizarea acestei metode de

comparaie este necesar o surs pentru generarea mrimii respective.

In al doilea caz se efectueaz msurarea cu mijlocul de msurare de verificat a unei

mrimi de valoare cunoscut, furnizat de o msur etalon (calibrator)

Verificarea metrologic se efectueaz n condiii de referin, specificate de norme

(anumite valori pentru mrimile de influen: temperatur, presiune, umiditate etc - vezi anex)

2.2.Verificarea metrologic prin metoda comparaiei cu un etalon comport

urmtoarele operaii:

mrimea de intrare este crescut, pn la diviziunea X a aparatului de verificat, fr a o

depi superior i se citete indicaia Xe a etalonului;

mrimea de intrare este descrescut, pn la diviziunea X a aparatului de verificat i se

citete indicatia Xe a etalonului.

Se calculeaz, n fiecare caz, eroarea absolut pentru reperele principale ale aparatului

de verificat:

X X Xe

iar prin calcul se determin eroarea absolut tolerat limit a aparatului:

Xc X

max

max

100

unde, pentru aparatul de verificat: c-indicele clasei de exacitate ; Xmax-limita superioar a

intervalului de msurare.

Dac pentru fiecare reper principal al aparatului de verificat se indeplinete condiia:

X X ( )max

aparatul de verificat se declar admis.

Verificarea se realizeaz pentru toate reperele cifrate ale scrii gradate, de regul pe cel

mai mic interval de msurare, iar pe celelalte intervale, numai la 3-5 repere cifrate, uniform

distribuite

n alegerea aparatului etalon trebuie inut cont de urmtoarele considerente:

tipul constructiv al aparatului de verificat i de natura mrimii de msurat;

domeniul de msurare al aparatului de verificat;

clasa de exactitate a aparatului de verificat;

Deci aparatul etalon trebuie s fie capabil a msura acceai mrime ca i aparatul de

verificat, s aib domeniul de msurare mai mare sau cel puin egal cu cel al aparatului de

verificat, iar clasa de exactitate acestuia s fie de cel puin cinci ori mai mic dect clasa de

exactitate a aparatului de verificat.

Se va verifica un voltmetru feromagnetic de panou, schema montajului fiind prezentat n

fig.2.

Fig. 2. Schema de verificare a unui voltmetru prin metoda comparaiei

Cu ajutorul reostatelor Rh1i Rh2 se regleaz tensiunea la bornele voltmetrului de

verificat, astfel nct acul indicator s se afle n dreptul reperului gradat pentru care se face

verificarea. Msurtorile se vor efectua att n sens cresctor ct i n sens descresctor.

Datele msurate i valorile calculate se trec n tablelul 1.

Tabel 1

Ux Ue cresc. Ue desc. U cresc. U desc. (U)max Observaii

V V V V V V

n cazul n care toate erorile absolute (msurate) sunt mai mici dect eroarea tolerat limit de msurare (calculat), atunci se va trasa grafic curba de corecie a aparatului ( corecia = -U) :

corecia = f(Ux)

n caz contrar, dac voltmetrul nu se ncadreaz n clasa de exactitate pentru care a fost

proiectat, se vor analiza cauzele ce au determinat ieirea aparatului din clasa de exactitate,

precum i modul n care aceste probleme pot fi remediate, determinndu-se clasa de exactitate n

care se poate nscrie voltmetrul, conform relaiei:

cU

U max

max

100

Se va alege valoarea standardizat a clasei de exactitate imediat superioar, valorile

standardizate ale clasei de exactitate fiind prezentate n anex.

2.3. Se utilizeaz calibratorul METRA HIT 28C pentru verificarea unui voltmetru de c.c.

fig.

Fig.. Montajul pentru verificarea asistat de calibrator a unui voltmetru de c.c.

Modul de lucru al calibratorului va fi prezentat n laborator. Rezultatele se trec n tabelul

urmtor.

Ue V

UX V

U= UX - Ue V

%100

Ue

U

%

admisibil %

2.4. Pentru verificarea funciei de ohmmetru dintr-un multimetru digital se utilizeaz metoda

calibratorului, conectnd la bornele multimetrului o rezisten etalon, ce materializeaz valori de

rezisten electric cunoscute cu precizie ridicat - fig. 4.

Fig.4. Verificarea metrologic a funciei de

ohmmetru

Se verific funcia de ohmmetru a multimetrului digital Hioki 3802-50 (fig.5)

1. Se seteaza selectorul de functii pe pozitia ohmmetru

2. Pentru a seta marimea manual, apasati butonul

Range.

3. Conectati sondele de masurare in mufele aparatului

conform figurii alaturate.

4. Conectati varfurile sondelor la obiectul ce urmeaza a

fi masurat.

5. Cititi valoarea afisata pe displayul aparatului.

Valorile determinate pe cale experimental se trec n tabelul 2 comparndu-se cu cele tolerate

admisibil tabel . Tabel 2

Re

RX

R= RX - Re

R

Re100%

%

admisibil %

Tabel Exactitatea la masurarea rezistentei

Domeniu Exactitate

510.00 0.08%rdg.10dgt.

5.1000k 0.08%rdg.5dgt.

51.000k 0.08%rdg.5dgt.

510.00k

5.1000M 0.2%rdg.5dgt.

51.000M 1%rdg.5dgt.

510.00nS 1%rdg.10dgt.

2.5. Verificarea funciei de msurare a frecvenei a multimetrului digital

Pentru a msura frecvena cu multimetrul digital se apas butonul Hz sau butonul DUAL

Se alimenteaz multimetrul i frecvenmetrul etalon de la un generator de frecven fig.

Fig.

Valorile determinate pe cale experimental se trec n tabelul comparndu-se cu cele tolerate

admisibil tabel . Tabel

fe Hz

fX Hz

f= fX - fe Hz

%100

fe

f

%

admisibil %

Tabel Exactitatea la masurarea frecventei

Un ohmmetru digital se poate verifica cu aceeai metod, eroarea tolerat maxim

depinznd de indicaiile prezentate de fabricant n cartea tehnica a aparatului.

Marime Exactitate

99.999 Hz

0.02%rdg.3dgt.

600 kHz sau mai putin

999.99 Hz

9.9999 kHz

99.999 kHz

999.99 kHz

Anexa I

Definirea erorilor

Eroarea limit de msurare (Xl) prezint dou componente:

Xl = Xi + Xv

Xi - eroarea intrinsec (determinat n condiii de referin indicate de norme) ;

Xv - eroarea suplimentar datorat mrimilor de influen. Estimarea erorii limit de msurare se realizeaz cu ajutorul clasei de exactitate -

reprezentnd mulimea mijloacelor de msurare a cror exactitate, calculat prin intermediul

indicelui de clas c, este aceeai. Valorile standardizate ale indicelui de clas sunt:

c = 0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 1,5; 2,5; 5.

Surse de erori

Erorile instrumentale se pot datora att construciei aparatului de msurare ct i

factorilor externi ce influeneaz indicaia acestuia. Sursele de erori ce se iau n consideraie sunt:

- frecrile n lagre ale echipajului mobil mobil i deformaiile remanente ale resorturilor

spirale n cazul unui aparat de msurare analogic, ceea ce presupune necesitatea de a efectua

verificarea aparatului att n sens cresctor, ct i n sens descresctor al deviaiei acului

indicator

- influena frecvenei mrimii de msurat asupra aparatului de verificat - deci se va verifica

aparatul de msur n ntregul domeniu de frecvene utilizat (sau cel dat de firma

constructoare)

- prezena cmpurilor magnetice exterioare (cel terestru sau cel creat de conductoare

electrice parcurse de curent) i influena acestora asupra aparatelor ce au un cmp magnetic

propriu destul de redus - impunndu-se verificarea aparatului pe mai multe direcii relativ la

cmpul magnetic exterior sau inversnd polaritatea la cele cu scar ptratic care nu au

polaritate impus.

- influena temperaturii impune verificarea compensrii termice a apartului n gama de dat

de constructor ca interval de utilizare.

- modificarea factorului de form - ceea ce va impune verificarea aparatului n regim

nesinusoidal (la un factor de distorsiuni D < 5%, sau D < 1% n cazul aparatelor de msur

cu redresori).