/
Автор: Романова Л.А. Усеинов А.Р.
Теги: физика электроника электричество учебное пособие физические величины
Год: 2009
Текст
АКАДЕМИЯ СТАНДАРТИЗАЦИИ, МЕТРОЛОГИИ И СЕРТИФИКАЦИИ
Л.А. Романова, А.Р. Усейнов
ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА
МЕР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Учебное пособие
Москва
2009
1
Романова Л.А., Усейнов А.Р. Поверка и калибровка мер элек-
трических величин: Учеб, пособие. — М.: АСМС, 2009. — с.
Рассматриваются общие сведения, схемы, свойства, норми-
руемые метрологические характеристики мер электрических ве-
личин (меры э.д.с., меры электрического сопротивления, меры
индуктивности, меры взаимной индуктивности, меры емкости), а
также методика их поверки и калибровки. Учебное пособие на-
писано в соответствии с учебной программой по специализации
«Поверка и калибровка средств электрических измерении» и
предназначено для слушателей АСМС, повышающих квалифика-
цию по этой специализации на кафедре «Электрические измере-
ния».
Авторы:
канд. техн, наук, доцент Людмила Александровна Романова (гла-
ва 2, параграфы 2.2 и 2.3)
канд. техн, наук, доцент Алъфрит Рашидович Усейнов (главы 1, 2
остальное), 3,4, редактирование, подготовка к изданию).
© АСМС, 2009
ВВЕДЕНИЕ
Мерой электрической величины называется средство элек-
трических измерений, предназначенное для воспроизведения
электрической величины заданного размера. К мерам электриче-
ских величин относятся: нормальные элементы — меры электро-
движущей силы (эЛс.); катушки и магазины электрического со-
противления — меры электрического сопротивления; катушки
индуктивности, вариометры и магазины индуктивности — меры
индуктивности; катушки взаимной индуктивности, вариометры
и магазины взаимной индуктивности — меры взаимной индук-
тивности; конденсаторы постоянной и переменной емкости и
магазины емкости — меры емкости. Мера бывает однозначной,
предназначенной для воспроизведения электрической величины
одного размера, и многозначной, предназначенной для воспроиз-
ведения ряда одноименных электрических величин различного
размера. Например, катушка индуктивности — однозначная мера,
вариометр и магазин индуктивности — многозначные меры, при-
чем вариометр — многозначная мера с плавным изменением ин-
дуктивности, магазин индуктивности — со ступенчатым измене-
нием индуктивности. Так же обстоит дело с однозначными и
многозначными мерами электрического сопротивления и элек-
трической емкости. Нормальные элементы изготовляются лишь
как однозначные меры.
Меры электрических величин имеют нормированные метро-
логические характеристики, влияющие на результаты и погреш-
ности измерении. Знание метрологических характеристик необ-
ходимо для выбора мер и оценивания точности результатов изме-
рений. Важнейшими из характеристик являются погрешность ме-
ры, стабильность параметров меры во времени, зависимость зна-
чения меры от температуры, остаточные значения активных и ре-
активных параметров меры, зависимость значения меры от часто-
ты и формы протекающего через нее тока, значение термоэ.д.с.,
возникающей при включении материала меры в паре с медью.
Меры электрических величин используют в процессе поверки
либо в качестве объекта поверки, либо в качестве эталонного
средства измерения.
3
Глава 1. МЕРЫ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ.
НОРМАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ
IX Общие сведения о нормальных элементах
Нормальный элемент представляет собой электрохимический
источник э.дх., значение которого известно с большой точностью
и отличается большим постоянством во времени. Он изготовляя-
ется в виде Н-образной (рис. 1Л) или цилиндрической стеклян-
ной колбы.
Положительный электрод состоит из ртути (Hg) 5 и сульфата
закиси ртути (HgaSCXi) 4, отрицательный электрод — из амальга-
мы кадмия 1. В качестве электролита 3 используется водный рас-
твор кадмиевой соли серной кислоты (СдЗОД Деталь 2 — это
разделительное кольцо. Такое «послойное» расположение жид-
ких компонентов нормального элемента обуславливает следую-
щее требование: при его применении и транспортировке нельзя
трясти и отклонять нормальный элемент от вертикального поло-
жения на угол, бблыиий допустимого.
По концентрации электролита нормальные элементы делятся
на насыщенные и ненасыщенные.
Насыщенные нормальные элементы отличаются большей
стабильностью, лучшей воспроизводимостью, более высоким
классом точности, большим внутренним сопротивлением (элек-
тролит насыщенный), меньшим значением допустимого значения
разрядного тока в течение одной минуты, меньшим диапазоном
температуры применения, меньшим допускаемым отклонением
от вертикального положения. Значение э.д.с. насыщенного нор-
мального элемента при температуре в условиях применения вы-
числяют по формуле
4
Et = E2o - 40,6 •lO’fy - 20) - 0,95*10‘6(f - 20)2 + O.Ol-KTfy - 20)3, B,
где t — значение температуры, при котором вычисляют э.д.с., °C;
Е; — значение э.д.с. нормального элемента при температуре t, В;
Е2о — значение э.дх. нормального элемента при температуре
20 °C, В,
Ненасыщенные нормальные элементы отличаются меньшей
стабильностью, более низким классом точности, меньшим внут-
ренним сопротивлением, большим допускаемым значением раз-
рядного тока в течение одной минуты, большим диапазоном тем-
пературы применения, большим диапазоном значений отклоне-
ния от вертикального положения. Они имеют малый температур-
ный коэффициент в пределах 5-10 мкВЛС и, следовательно, сла-
бую зависимость э.дх. от изменения температуры. Поэтому э.дх.
ненасыщенного нормального элемента в условиях его примене-
ния не вычисляют при изменениях температуры.
1,2. Метрологические характеристики нормальных
элементов
Нормированные значения метрологических характеристик
нормальных элементов указаны в табл. 1 ГОСТ 1954-82 «Меры
электродвижущей силы. Элементы нормальные. Общие техниче-
ские условия».
Значение э.д.с. насыщенных нормальных элементов при нор-
мальных и рабочих температурах вычисляют по формуле
Ец = Ef- a(tj -t) - b(tj- r)2 + c(t[-
где Ец— э.дх. нормального элемента при температуре Г/, В; Et —
э.дх. нормального элемента при температуре г, В; ц — значение
температуры, при котором вычисляется э.д.с., °C; д, Ь, с — посто-
янные, определяемые экспериментально для температуры повер-
ки L Например, для температуры t = 20 °C коэффициенты
а = 40,6-Ю-6 В/°С; b = 0,95-Ю'6 В/°С2; с = 0,01-10^В/°С3.
Значения постоянных а, b и с для температуры, отличной от
20 °C, определяют по методике, изложенной в справочном при-
ложении ГОСТ 1954-82.
5
Таблица 1 (ГОСТ 195^к82)
Тип нормального элемента Класс точности Значение хд*с. при температуре 20 °C, В Отклонение э.д.с. за 1 год, мкВ, не более Температура в условиях применения*, °C
при выпуске из производства при эксплуатации нормальных рабочих
Насыщенный 0,0002'* 0,0005 0,001 0,002 0,005 от 1,018590 ДО 1,018700 от 1,018540 ДО 1,018730 ±2 ±5 ± 10 ±20 ±50 f±0,2 г ±0,5 г± 1 г±2 г±5 ,±0,5 f±l Г ±2 г±5 г±10
Ненасыщенный 0,002 0,005 0,01 0,02 от 1,019000 ДО 1,019600 от 1,018800 ДО 1,019600 ±20 ±50 ± 100 ±200 г± 1 г±2 г±5 г± 10 Г ±10 г± 10 г± 10 г± 15
* Температура поверки нормального элемента выбирается из
следующих значений: 20, 23, 25 или 28 °C По согласованию с по-
требителем температура поверки может отличаться от ука-
занных значений.
* Применяется с 1 января 1986 г.
Отклонение ДЕ измеренного значения э.д.с* насыщенных
нормальных элементов от значения, рассчитанного по приведен-
ной выше формуле, не должно превышать значений, определяе-
мых неравенством
ДЕ < Д(^ - г),
где ДЕ — допускаемое отклонение элх. на 1 °C, которое не
должно превышать значения 2 мкВ/°С в диапазоне температур от
20 до 40 °C и 3 мкВ/°С — в диапазоне температур от 10 до 20 °C.
У ненасыщенных нормальных элементов зависимость э.дх.
от температуры слабая, ею пренебрегают и не нормируют.
Для нормальных элементов характерно отсутствие понятия
«номинальное значение». Это объясняется двумя причинами* Во-
первых, значение э.д,с, индивидуально для каждого экземпляра,
оно отличается от экземпляра к экземпляру у нормальных эле-
ментов даже одного типа. Во-вторых, значение э.д.с. любого эк-
6
земпляра не равно «круглому» числу даже при нормальных усло-
виях.
Внутреннее сопротивление нормальных элементов постоян-
ному току при выпуске из производства не должно превышать
1000 Ом для нормальных элементов с площадью электродов
50 мм2 и более;
2000 Ом для нормальных элементов с площадью электродов
менее 50 мм2.
Кроме того, внутреннее сопротивление нормальных элемен-
тов зависит от концентрации электролита: у насыщенных оно
больше, у ненасыщенных меньше примерно в два раза. Их внут-
реннее сопротивление со временем увеличивается. Увеличение
внутреннего сопротивления нормального элемента не должно
превышать 500 Ом в течение первого года службы и 1000 Ом в
течение всего срока службы.
Важной характеристикой нормального элемента является до-
пускаемое значение силы тока в нем в течение 1 мин. Следует
помнить о том, что нормальные элементы предназначены для
воспроизведения некоторого значения э.д.с. и не могут служить
источником электрического тока. Они обладают очень малым за-
пасом электрической энергии, который не воспроизводится. До-
пускаемое значение силы тока в течение 1 мин в зависимости от
класса точности нормируется в интервале от 0,2 до 5 нА для на-
сыщенных нормальных элементов и от 2 до 20 нА для ненасы-
щенных.
Из-за такого внутреннего устройства нормальный элемент
должен всегда находиться в вертикальном положении. Допускае-
мое отклонение его от вертикального положения приходится
нормировать. Предельное значение отклонения от вертикального
положения в зависимости от класса точности составляет от 5 до
15° для насыщенных нормальных элементов и от 30 до 45° для
ненасыщенных,
13. Методика поверки нормальных элементов
Поверка нормальных элементов регламентируется стандар-
том ГОСТ 8.212—84 «ГСИ. Меры электродвижущей силы. Эле-
менты нормальные. Методика поверки».
7
L3.L Операции поверки
При поверке нормальных элементов, находящихся в эксплуа-
тации или хранении, выполняют следующие операции:
внешний осмотр;
определение значения э.д.с.;
определение нестабильности э.дх. за год;
определение внутреннего электрического сопротивления.
1.3,2, Средства и методы определения значения э.д.с.
Действительное значение э.дх. поверяемого нормального
элемента Ех определяют методом сличения с э.д.с. эталонного
нормального элемента Е3 по дифференциальной схеме с исполь-
зованием компаратора К (рис. 1.2).
Рис. L2
При помощи компаратора измеряют разность э.дх. ЛЕ пове-
ряемого и эталонного нормальных элементов
ДЕ = Ех - Еэ.
Измерив разность э.д.с., вычисляют э.дх. поверяемого нор-
мального элемента по формуле
Ел = Еэ +
Справедливость этих формул следует из уравнения, состав-
ленного по второму закону Кирхгофа для контура на рис. 1.2,
Еэ - Ех + ДЕ = 0.
Поверка большого количества нормальных элементов таким
методом приводит к чрезмерному изнашиванию эталонного нор-
мального элемента. Поэтому при необходимости поверить нор-
мальные элементы количеством более 10 в сутки используют
вспомогательный нормальный элемент Ев? включенный по схеме
рис. 1.3. При этом измерения проводят в три этапа.
8
1
Рис. 1,3
На первом этапе коммутатором Км включают эталонный нор-
мальный элемент и измеряют при помощи компаратора разность
ДЕВ э.д.с. эталонного и вспомогательного нормальных элементов
Д^В = —
На втором этапе коммутатором Км включают поверяемый
нормальный элемент и измеряют разность э,дх. АЕХ поверяемых
и вспомогательного нормальных элементов
На третьем этапе вычисляют э,д.с, поверяемых нормальных
элементов
Ех = - А£в + А£\..
Л -х ₽ <Л
При этих вычислениях необходимо учитывать знаки изме-
ренных разностей э.д.с. и ЛЕХ. Они положительны, если:
отрицательные зажимы эталонного и поверяемого нормаль-
ных элементов соединены с отрицательным входным зажимом
компаратора, а отрицательный зажим вспомогательного — с по-
ложительным компаратора, как показано на рис, 1,3;
показание компаратора положительно.
Вспомогательный нормальный элемент должен быть класса
точности 0,002. В качестве эталонного применяют нормальный
элемент, выбираемый по табл, 1,1,
Таблица 1.1
Разряд или класс точности поверяемого НЭ СИ, по которому поверяют
1-й разряд, класс 0,0002 2-й разряд, класс 0,0005 Класс 0,001 3-й разряд, класс 0,002 Класс 0,005 Класс 0,01 Класс 0,02 Рабочий эталон Эталонный НЭ 1-го разряда То же Эталонный НЭ 2-го разряда То же Эталонный НЭ 3-го разряда То же
9
В качестве компаратора для измерения разности э.д.с. двух
нормальных элементов применяют либо потенциометр постоян-
ного тока, либо специальный компаратор для сличения нормаль-
ных элементов типа КНЭ-1А, либо цифровой вольтметр. Пределы
допускаемых погрешностей применяемых СИ и требования к
чувствительности нулевого указателя, используемого в потен-
циометре или в компараторе КНЭ-1А, приводятся в табл. 1.2.
Таблица 1.2
Разряд или класс точности поверяемого НЭ Погрешность прибора для определения э.д.с, НЭ, мкВ, не более Цена деления шкалы нулевого указателя, мкВ, не менее
1-й разряд, класс 0,0002 0,05 0,02
2-й разряд, класс 0,0005 0,1 0,05
Класс 0,001 1,0 0,5
3-й разряд, класс 0,002 1,0 0,5
Класс 0,005 5,0 2
Класс 0,01 10 5
Класс 0,02 20 10
Известно, что э.д.с. нормальных элементов зависит от темпе-
ратуры в условиях их применения. Поэтому при поверке нормаль-
ных элементов используют термометры для измерения температу-
ры и один или два термостата, в которых размещают нормальные
элементы. Два термостата необходимы в том случае, если пове-
ряемый и эталонный нормальные элементы размещают в разных
термостатах, в ином случае используют один термостат. Соответ-
ственно необходимы два или один термометр. Допускаемые по-
грешности термометров в случае размещения нормальных эле-
ментов в разных или одном термостате перечисляются в табл. 2
ГОСТ 8,212—84. Применяемый термостат может быть воздушным
или масляным и должен обеспечивать температурный режим, со-
ответствующий режимам, заданным в табл, 3 ГОСТ 8.212-84.
1.3.3, Условия поверки нормальных элементов и подготовка
к ней
Нормальные элементы в силу своих конструктивных особен-
ностей обладают следующими свойствами:
механические воздействия на нормальный элемент, возмож-
ные при его транспортировании, влияют на значение его э.д,с.;
значение э.д.с. нормального элемента зависит от температу-
ры в условиях применения;
10
у нормального элемента малый запас электрической энергии.
Поэтому при подготовке нормального элемента к поверке и в
процессе его поверки необходимо соблюдать условия, приведен-
ные в табл. 13.
Таблица 13
Разряд или класс точности поверяемого НЭ Время выдержки после транспортирования, сутки, не менее Температура выдержки после транспортирования, °C
1-й разряд, класс 0,0002 10 fn± 1
2-й разряд, класс 0,0005 7 fn± 1
Класс 0,001 5 fn- 2
3-й разряд, класс 0,002 (насыщенный) 3 *п — 2
Класс 0,002 (ненасыщенный) 15 2
Класс 0,005 (насыщенный) 2 — 2
Класс 0,005 (ненасыщенный) 10;15* tn — 3
Класс 0,01 2,5; 10; 30* fn± 5
Класс 0,02 1;2; 10; 30*
Примечания:
* время выдержки устанавливают в соответствии с ГОСТ
1954-82 в зависимости от конструкции и условий транспорти-
рования НЭ;
/п — нормальное значение температуры поверки 20, 23, 25
или 28 °C, указанное в паспорте нормального элемента или в сви-
детельстве о предыдущей поверке.
Поверяемый и эталонный нормальные элементы устанавли-
вают либо в один, либо в разные термостаты. Рабочий эталон все-
гда устанавливают в отдельный термостат. Вспомогательный
нормальный элемент устанавливают в один термостат с эталон-
ным. Если поверяемый нормальный элемент устанавливают в
один термостат вместе с эталонным, то температура в термостате
должна соответствовать требованиям к температуре для эталон-
ного нормального элемента.
Перед началом измерений поверяемый нормальный элемент
выдерживают в термостате в течение времени и при температуре,
заданных в табл 1.4. Там же указаны предельно допускаемые
значения силы тока в измерительной цепи в течение 1 мин при
скомпенсированной э.д.с.
11
Таблица 1,4
Разряд или класс точности поверяемого НЭ Время выдержки, ч, не менее Температура в термостате, °C Сила тока, нА, не более
1-й разряд, класс 0,0002 120 fn±0,05 0,2
2-й разряд, класс 0,0005 72 ± 0,2 0,5
Класс 0,001 48 /п+ 0,5 1
3-й разряд, класс 0,002 36 2
(насыщенный) fn-
Класс 0,002 (ненасыщенный) 24 fn± 0,5 2
Класс 0,005 (насыщенный) 24 гп + 2,0 5
Класс 0,005 (ненасыщенный) 24 rn+ 1,0 5
Класс 0,01 24 + 2,0 10
Класс 0,02 24 Гп±4,0 20
Силу тока в измерительной цепи оценивают следующим об-
разом:
по показанию нулевого указателя, если для измерения хд.с.
использованы потенциометр или компаратор КНЭ-1А;
делением показания вольтметра на его входное сопротивле-
ние> если использован цифровой вольтметр.
Пример. Проверяют нормальный элемент класса точности
0,005 с использованием потенциометра, на котором установлен
нулевой указатель типа Р341. Требуется оценить силу тока в цепи
нормального элемента при скомпенсированной э.д.с. Компенса-
ция была достигнута при цене деления нулевого указателя 4
мкВ/дел.
Решение. Из эксплуатационных документов выясняем, что
для нормальных элементов класса точности 0,005 допускаемое
значение тока составляет 5 нА, внутреннее сопротивление нуле-
вого указателя типа Р341 равно 900 Ом, Разделив цену деления,
при котором была достигнута компенсация, на внутреннее сопро-
тивление нулевого указателя, получаем ответ:
4 мкВ : 900 Ом = 4000 нВ : 900 Ом = 4,4 нА,
Сила тока в цепи нормального элемента равна 4,4 нА и не
превышает допускаемого значения 5 нА.
Пример. Проверяют тот же нормальный элемент с использо-
ванием цифрового вольтметра Щ31 по схеме рис, 1,2, Вольтметр
показал 0,05 В, Требуется оценить силу тока в цепи нормального
12
элемента.
Решение. Из технической документации выясняем входное со-
противление вольтметра Щ31. Оно составляет 15 МОм. Разделив
показание вольтметра на его входное сопротивление, получаем:
0,05 В : 15 МОм = 0,0033 мкА = 3,3 нА.
Сила тока в цепи нормального элемента составляет 3,3 нА и
не превосходит допускаемого значения 5 нА.
L3.4. Внешний осмотр нормальных элементов
При внешнем осмотре устанавливают
наличие у нормального элемента неповрежденного клейма
или пломбы с клеймом;
отсутствие механических повреждений на корпусе и на
клеммах нормального элемента;
соответствие маркировки на корпусе требованиям ГОСТ
1954—82;
наличие паспорта, если нормальный элемент выпущен из
производства или после ремонта;
наличие свидетельства о предыдущей поверке, если нор-
мальный элемент находится в эксплуатации.
L3.5. Определение значения
Значение э.д.с. нормальных элементов вычисляют как сред-
нее арифметическое из результатов 3 или 4 измерений:
э.д.с. нормальных элементов 1-го разряда измеряют 4 цикла-
ми в течение 4 дней. В каждом цикле измерений выбирают дру-
гой опорный нормальный элемент;
э.д.с. нормальных элементов 2-го или 3-го разрядов измеряют
в течение 4 суток, производя по одному измерению в сутки;
э.дх. нормальных элементов классов точности 0,0002, 0,0005,
0,001 и 0,002 измеряют в течение 3 суток, производя по одному
измерению в сутки;
э.дх. нормальных элементов классов точности 0,005, 0,01 и
0,02 при периодической поверке измеряют трижды в течение су-
ток с интервалом не менее 2 ч.
Отклонение каждого из результатов измерений от среднего
арифметического значения не должно превышать значений, ука-
занных в табл. 1.5.
13
Таблица 1.5
Разряд или класс точности поверяемого нормального элемента Предел допускаемого отклонения результата измерения от средне-арифметического значения, мкВ Предел нестаб ил ьн ости э.д.с. за год, мкВ
1-й разряд ±0,3 ±1,5
класс 0,0002 + 0,3 ±2,0
2-й разряд, класс 0,0005 ±1,0 ±5,0
Класс 0,001 + 2,0 ±20,0
3-й разряд, класс 0,002 ±4,0 ±20,0
Класс 0,005 ±10,0 ±50,0
Класс 0,01 ±20,0 ± 100,0
Класс 0,02 ±40,0 ±200,0
Если отклонение результата измерения превышает соответ-
ствующее указанное значение, необходимо выяснить причину
этого превышения, устранить ее и повторить измерение. Если и
при повторных измерениях отклонение превышает предел допус-
каемого значения, то поверяемый нормальный элемент следует
забраковать.
Вычисленное среднее значение э.д.с. нормального элемента
округляют
до десятых долей мкВ для нормальных элементов 1-го разря-
да и класса точности 0,0002;
до единиц мкВ для нормальных элементов 2-го и 3-го разря-
дов и классов точности 0,0005, 0,001 и 0,002;
до десятков мкВ для классов точности 0,005, 0,01 и 0,02.
Для насыщенных нормальных элементов за окончательный
результат принимают среднее арифметическое значение эщ.с.,
уменьшенное на значение предела допускаемой годовой неста-
бильности.
L3.6. Определение значения поееряемого нормального
элемента методом сличения с эталонным при размещении
их в одном термостате.
Для выполнения этой операции эталонный и поверяемые
нормальные элементы помещают в один термостат и собирают
схему рис. 1.2. Для включения и переключения поверяемых нор-
мальных элементов следует использовать коммутатор, аналогич-
ный коммутатору Км на рис. 1.3. Перед измерениями нормальные
14
элементы выдерживают при температуре поверки, указанной в
табл. 1А После этого при помощи потенциометра или цифрового
вольтметра измеряют разность э.д.с. поверяемого и эталонного
нормальных элементов ДЕ и вычисляют э.д.с. поверяемого нор-
мального элемента
Ех = Е3 + ДЕ.
Затем э.д.с. насыщенных нормальных элементов пересчиты-
вают для нормального значения температуры 20, 23, 25 или 28 °C.
Пример. Была измерена э.д.с. поверяемого нормального эле-
мента при температуре термостатирования t. Результат измерения
оказался равным Ех. Требуется вычислить э.дх. того же нормаль-
ного элемента для температуры 20 °C.
Решение. Для вычисления необходимо воспользоваться урав-
нением зависимости э.дх. насыщенных нормальных элементов от
температуры. Формула для решения такова:
£20 = ЕХ + 40,6-10^-20) + 0,95-10^0- 20)2- 0,0110Л?- 20)3, В.
1.3.7. Определение значения э.д.с. поверяемого нормального
элемента методом сличения с эталонным при размещении
их в разных термостатах
Поверяемый нормальный элемент помещают в один термо-
стат, температура в котором tx, а эталонный — в другой, темпера-
тура в котором гэ. В остальном электрическая схема и процедура
поверки такие же, как и в предыдущем случае. Но, естественно, в
формулу расчета Ех должна быть введена температурная поправ-
ка ДЕ[ к значению э.дх. поверяемого нормального элемента из-за
разницы температур в термостатах при поверке насыщенного
нормального элемента. При поверке ненасыщенного нормального
элемента такую поправку вводить не нужно. Итак:
для ненасыщенных нормальных элементов значение э.дх.
вычисляют по формуле Ех = Еэ + ДЕ;
для насыщенных нормальных элементов значение э.дх. вы-
числяют по формуле Ех = Еэ + ДЕ + ДЕ^.
Вычислим температурную поправку ДЕ,.
Пусть э.д.с. эталонного нормального элемента в термостате с
температурой t3 равна Еэ, а при нормальном значении температу-
15
ры поверки Гп равна ЕЭ1Т, Разность между ними
ДЕ = Е3 — £эп = — д(£э — /п) — b(t3 — /п) + с(/э — fn) ,
где а, Ь. с — постоянные, записанные в паспорте нормального
элемента для нормального значения температуры поверки.
И пусть э.дх. поверяемого нормального элемента в термоста-
те с температурой tx равна EXi а при нормальном значении темпе-
ратуры поверки /п равна Ехп. Разность между ними
^х = ЕХ~ Е.ГП = — — ^п) — b(tx — ?п) + c(fx — /п) .
Температурная поправка
ДЕ; =ДЕЭ-ДЕЛ =
= a(tx — £э) + £>[(ГЛ — /п) ~ Оэ — ^п) ] — — ^п) — Оэ ~ ^п) 1»
L3.8. Определение значения яд.с. поверяемого нормального
элемента с использованием вспомогательного при размещении
поверяемого и эталонного нормальных элементов в одном
термостате
Поверяемый, эталонный и вспомогательный нормальные
элементы помещают в один термостат и собирают схему рис. L3.
Перед измерением нормальные элементы выдерживают при тем-
пературе поверки, указанной в табл. 1.4. Затем при помощи по-
тенциометра или цифрового вольтметра измеряют разность э,д,с.
эталонного и вспомогательного нормальных элементов АЕВ и
разность э.д.с. поверяемого и вспомогательного нормальных эле-
ментов ДЕЛ. Э.д.с. поверяемого нормального элемента вычисляют
по формуле Ех-Е3- ДЕВ + ДЕЛ.
При поверке нормальных элементов 2-го и 3-го разрядов и
классов точности 0,0005, 0,001 и 0,002 разность э.д.с. следует из-
мерить при двух направлениях рабочего тока потенциометра и
принять за результат измерения среднее арифметическое полу-
ченных значений, чтобы исключить влияние термоконтактной
э.д.с. в цепи измерения.
Если вместо потенциометра и цифрового вольтметра для
сличения нормальных элементов воспользоваться компаратором
типа КНЭ-1А, то процесс поверки и расчеты несколько упроща-
ются, Компаратор КНЭ-1А, принципиальная схема которого по-
16
казана на рис. 1.4, состоит из двух компенсаторов, позволяющих
компенсировать э.д.с. вспомогательного нормального элемента.
Рис. 1.4
Один из компенсаторов ГК градуирован в единицах напря-
жения, другой НГК не градуирован. Такая схема позволяет раз-
дельно компенсировать напряжения, требующие измерения и не
требующие его.
Измерения выполняют в такой последовательности:
подключают эталонный нормальный элемент Е3 к компарато-
ру при помощи коммутатора Км;
устанавливают значение э.д.с. Еэ на градуированном компен-
саторе ГК, т.е. показание градуированного компенсатора <7ГК1
становится равным £э;
уравновешивают цепь регулировкой неградуированного ком-
пенсатора НГК. Запишем уравнение равновесия контура по вто-
рому закону Кирхгофа
£в-£э= (7гК1 + унгк:
подключают поверяемый нормальный элемент Ех к компара-
тору при помощи коммутатора Км;
уравновешивают цепь регулировкой градуированного ком-
пенсатора ГК и записывают его показание t/гкз* Запишем урав-
нение равновесия контура по второму закону Кирхгофа
Еъ-Ех= (7гК2+ ^НгК-
Вычитая второе равенство из первого, получаем формулу для
вычисления э.д.с. поверяемого нормального элемента
Ех - £э = f/rKi - ^гК2 и затем Ех = Еэ + Д(7гю
где Д{7гк — разность показаний компенсатора ГК при первом и
втором уравновешиваниях цепи,
17
Д^ГК - ^rKl ” ^ГК2 “ Дэ ” ^ГК2’
Подставив последнее равенство в предыдущее, получим бо-
лее удобную формулу для вычисления э.дх. поверяемого нор-
мального элемента
= 2ЕЭ- J7rK>
13.9. Определение значения э.д.с. поверяемого нормального
элемента с использованием вспомогательного при размещении
поверяемого и эталонного нормальных элементов в разных
термостатах
Вспомогательный нормальный элемент помещают в один
термостат вместе с эталонным и собирают схему рис 13. Нор-
мальные элементы выдерживают при температуре поверки, ука-
занной в табл. 1-4, и при помощи потенциометра или цифрового
вольтметра измеряют разность э.д.с. эталонного и вспомогатель-
ного нормальных элементов ЛЕВ, а затем разность э.д.с. поверяе-
мого и вспомогательного нормальных элементов АЕЛ.
Значение э.дх. насыщенного нормального элемента при нор-
мальном значении температуры поверки вычисляют по формуле
ДгП = ^ЭП — Д^В + Д^Х + Д^7 э
где Еэп — значение э.д.с. эталонного нормального элемента при
нормальном значении температуры; ДЕ; — температурная по-
правка к значению э.д.с. поверяемого нормального элемента, вы-
числяемая по формуле
ДЕ; =ДЕЭ-ДЕЛ =
= — ^э) + ^[(G — Gi) — (Ь — Gt) ] — cKGr — Gr) — (G — Gi) ]
Значение э.д.с. ненасыщенного нормального элемента опре-
деляют по формуле
ДсП = — Д^В + Д^Х — Д^73<
где ДЕ^ — температурная поправка к значению э.д.с. эталонного
нормального элемента для учета отклонения температуры термо-
статирования эталонного нормального элемента от нормально-
го значения температуры поверки гп?
18
— — ^п) + — ^п) — — ^п) ’
При применении компаратора КНЭ-1А значение э.д.с. насы-
щенного нормального элемента при нормальном значении темпе-
ратуры поверки определяют по показанию компаратора с учетом
температурной поправки по формуле
ЕХ = ЕХ' + ЛЕ&
где Ех{ — значение э.д.с. поверяемого нормального элемента при
температуре его термостатирования, определенное по показа-
нию компаратора; ЛЕа — температурная поправка для приведе-
ния значения э.д.с. поверяемого нормального элемента к значе-
нию э.д.с. при нормальном значении температуры поверки гп>
^^xt = — ^п) + — G1) — — ^п)
Значение э.д.с. ненасыщенного нормального элемента опре-
деляют по формуле
Ехп —
1.3.10. Определение годовой нестабильности нормальных
элементов
Годовая нестабильность насыщенного нормального элемента
вычисляют как разность значения э.дх., полученного в результа-
те данной поверки, и значения э.д.с., указанного в свидетельстве
о предыдущей поверке. Годовую нестабильность ненасыщенного
нормального элемента вычисляют как половину разности значе-
ния э.д.с.? полученного в результате данной поверки, и значения
э.д.с., указанного в свидетельстве о предыдущей поверке.
Отклонение значения э.д.с. нормального элемента за год не
должно превышать значений, указанных в табл. 1.5.
1.3.11. Определение внутреннего сопротивления нормальных
элементов
Внутреннее сопротивление рабочих нормальных элементов
определяют при очередной поверке, а эталонных — один раз в
пять лет в процессе определения их э.д.с. У эталонных нормаль-
ных элементов и нормальных элементов классов точности 0,0002
и 0,0005 внутреннее сопротивление определяют после размеще-
19
ния их в термостате и за сутки до определения их э.д.с., чтобы ко
времени определения их э.дх. успел восполниться расход энер-
гии нормального элемента и стабилизировался режим в нем. У
остальных нормальных элементов внутреннее сопротивление оп-
ределяют перед последним измерением э,д,с.
Электрическая схема определения внутреннего сопротивле-
ния показана на рис, 1,5, где Е — э.дх, поверяемого нормального
элемента; /?вн — его внутреннее сопротивление; Я — нагрузоч-
ный резистор с номинальным значением сопротивления от 10s до
109 Ом и с отклонением значения сопротивления от номинально-
го не более ±2%\К — ключ для коммутации нагрузочного рези-
стора; U — измеряемое напряжение; / — сила тока через нор-
мальный элемент; ЦВ — цифровой вольтметр, например, типа
ЩЗ1 или Щ36, класс точности которых 0,02/0,02 и 0,05/0,02 соот-
ветственно, а входное сопротивление не менее 10 МОм, или
ППТ — потенциометр постоянного тока для измерения э.д.с.
нормального элемента и напряжения на нагрузочном резисторе.
ЦВ
и или ППТ
Рис, 1.5
Определение внутреннего сопротивления производят в три
этапа:
размыкают ключ К и измеряют э.д.с, Е;
замыкают ключ К и измеряют напряжение (7;
вычисляют внутреннее сопротивление
Rm = R(E-UyU.
Вычисленный результат следует округлить до сотен ом.
Внутреннее сопротивление нормального элемента не должно
превышать нормированного значения.
При измерениях сопротивления сила тока через нормальный
элемент не должна превышать предельно допускаемых значений,
указанных в табл. 1.4. Рассмотрим способы оценки силы тока.
Для этого проанализируем схему рис. 1.5.
20
При разомкнутом ключе К сила тока, протекающего через
нормальный элемент, ограничена внутренним сопротивлением
нормального элемента и сопротивлением измерительного прибо-
ра — вольтметра или потенциометра. При замкнутом ключе К
сила тока ограничена внутренним сопротивлением нормального
элемента и параллельно соединенными сопротивлениями нагру-
зочного резистора Л и измерительного прибора. Очевидно, что
сила тока, протекающего через нормальный элемент, при замкну-
том ключе больше, чем при разомкнутом. Следовательно, силу
тока надо оценивать для схемы с замкнутым ключом.
Пусть в качестве измерительного прибора используется циф-
ровой вольтметр типа Щ31 с сопротивлением /?цв = 109 Ом. Со-
противление нагрузочного резистора 2? также равно 109 Ом.
Внутреннее сопротивление насыщенного нормального элемента
составляет 1—2 кОм, у ненасыщенного еще меньше. Поскольку
сопротивление нагрузочного резистора и цифрового вольтметра
во много раз больше, чем внутреннее сопротивление нормально-
го элемента, то последним можно пренебречь и считать, что ток
ограничивается сопротивлениями нагрузочного резистора и циф-
рового вольтметра. И поскольку они соединены параллельно и их
значения примерно равны друг другу, то силу тока можно вычис-
лить по формуле
/ = 2E/R = 2х 1,018В/109 Ом - 2 нА.
В случаях, когда сопротивления нагрузочного резистора и
цифрового вольтметра отличаются друг от друга значительно,
например, более чем в 10 раз, для оценки силы тока, протекаю-
щего через нормальный элемент, достаточно разделить э,д,с.
нормального элемента на меньшее из двух сопротивлений.
1,3.12. Автоматический коммутатор для поверки
нормальных элементов
Согласно ГОСТ 8.212-84 э.д.с. нормальных элементов изме-
ряют в течение 1 суток с проведением 3 измерений не менее чем
через 2 ч для нормальных элементов классов точности 0,005, 0,01
и 0,02 или в течение 3 суток с проведением 1 измерения в сутки
для нормальных элементов более высоких классов точности. При
таких требованиях поверка одиночного нормального элемента
неэффективна в смысле затрат времени.
21
Целесообразна их групповая поверка. Нормальные элементы
размещают в одном термостате и поочередно подключают их при
помощи коммутатора к средствам поверки. Исследованиями,
проведенными на кафедре «Электрические измерения» АСМС,
было установлено, что при ручном управлении коммутатором и
средствами измерений:
время подключения-отключения одного нормального эле-
мента составляет от 30 до 60 с;
время одного из мерения при использовании цифро вого
вольтметра Щ31 составляет 5—20 с;
время одного цикла измерений, в который входят подключе-
ние-отключение нормального элемента, измерение его э.д,с.? под-
ключение-отключение нагрузочного резистора, измерение на-
пряжения на нем, составляет от 70 до 160 с;
обработка результатов одного цикла измерений при помощи
средств вычислительной техники занимает 15-30 с.
Таким образом, время неавтоматизированной поверки нор-
мального элемента определяется в основном временем подготов-
ки и выполнения измерении. Оно составляет 75—85 % общего
времени поверки, из которого большую часть занимает коммута-
ция. Поэтому целесообразно автоматизировать процесс измере-
ний, используя серийно выпускаемые средства измерений и до-
полняя их автономно управляемым коммутатором (АУК). Такой
автономно управляемый коммутатор, позволяющий автоматизи-
ровать процесс поверки нормальных элементов, был разработан и
реализован на кафедре «Электрические измерения» АСМС (см.
журнал «Метрологическая служба в СССР», 1991, № 1, авторы д-
р техн, наук, проф. В.Л. Данилов, канд. техн, наук, доцент А.Р.
Усейнов, Т.В. Григорьянц).
Принципы построения АУК
На основе анализа ГОСТ 8.212-84 и опыта поверки нормаль-
ных элементов были приняты следующие принципы построения
АУК:
Г АУК должен работать в комплекте с серийно выпускаемы-
ми цифровым вольтметром (ЦВ) Щ31 и цифропечатающим уст-
ройством (ЦПУ) Ф5033К, не нарушая их функционирования и
без какой-либо их доработки.
2. АУК должен обеспечивать поочередное включение к пове-
рочной аппаратуре большого числа (порядка 100) поверяемых
22
нормальных элементов, одного эталонного нормального элемента
и одного нагрузочного резистора.
3. В ЛУК должна быть предусмотрена возможность задания
любого в пределах максимального числа поверяемых в одном
цикле нормальных элементов.
4. Термоконтактная э.д.с. в коммутируемых цепях не должна
превышать значения 2 мкВ при поверке нормальных элементов
класса точности 0,005, значения 5 мкВ — класса точности 0,01,
значения 10 мкВ — класса точности 0,02.
5. Электрическое сопротивление коммутирующего элемента
должно быть в замкнутом состоянии не более 0,4 Ом, в разомк-
нутом — не менее 109 Ом.
Первый принцип обусловлен тем, что ЦВ и ЦПУ при необхо-
димости могут использоваться и для других работ. Поэтому они
должны сохранить свою работоспособность и предусмотренные
для них функции.
Второй и третий принципы вытекают из сложившейся прак-
тики поверки нормальных элементов. При массовой поверке
нормальные элементы до 100 штук загружают в контейнер, а
контейнер — в термостат. Число поступающих на поверку нор-
мальных элементов может изменяться, и контейнер может быть
загружен не полностью. Тогда нецелесообразно подключать к
поверочной аппаратуре свободные зажимы контейнера и выпол-
нять ненужные измерения.
Четвертый принцип характерен для всех устройств, приме-
няемых при поверке высокоточных средств измерений.
Пятый принцип в значительной мере компромиссный и от-
ражает технические возможности современных коммутирующих
элементов.
Техническая реализация А УК
На первом этапе была разработана циклограмма (временная
картина) работы АУК. При разработке циклограммы были учте-
ны следующие обстоятельства:
* Рабочий режим ЦВ ЩЗ1 устанавливается через 1 ч после
его включения. Следовательно, питание ЦВ должно быть вклю-
чено заблаговременно и независимо от АУК. В режиме внутрен-
него запуска показания ЦВ устанавливаются через 4-6 с после
изменения напряжения на его входе. Поэтому регистрация пока-
заний ЦВ должна осуществляться не ранее чем через 6 с после
23
подключения поверяемого нормального элемента или нагрузоч-
ного резистора.
* ЦПУ начинает работать практически сразу после включе-
ния питания и с заданной периодичностью регистрирует показа-
ния ЦВ. Очевидно, что для обеспечения печати только информа-
тивных результатов измерений, полученных при подключении к
ЦВ поверяемых нормальных элементов, питание ЦПУ следует
включать непосредственно перед поверкой первого нормального
элемента и отключать после окончания поверки последнего нор-
мального элемента. Эти операции целесообразно возложить на
АУК, чтобы освободить поверителя от обязательного наблюде-
ния за процессом поверки.
* Время печати одного результата измерения на ЦПУ
Ф5033К занимает от 1,5 до 2 с. Поэтому подключение очередного
нормального элемента или нагрузочного резистора должно вы-
полняться не ранее чем через 2 с после начала печати предшест-
вующего результата измерений.
В соответствии с изложенным для АУК были приняты два
режима функционирования: «Подготовка» и «Работа».
Перед началом групповой поверки нормальных элементов
поверитель переводит АУК в режим «Подготовка». В этом режи-
ме поверитель осуществляет ввод в АУК информации о количе-
стве поверяемых нормальных элементов и подключает к ЦВ эта-
лонный нормальный элемент при отключенном нагрузочном ре-
зисторе. ЦВ измеряет разность э.д.с. эталонного и вспомогатель-
ного нормальных элементов. Питание ЦПУ отключено, следова-
тельно, печать результатов измерения не производится. Длитель-
ность режима «Подготовка» не регламентируется и определяется
лишь действиями поверителя.
При переводе АУК в режим «Работа» включается питание
ЦПУ и начинается автоматический процесс поверки с соответст-
вующей коммутацией нормальных элементов и нагрузочного ре-
зистора, с необходимыми измерениями и регистрацией результа-
тов. Сначала осуществляется печать результата измерения разно-
сти э.д.с, эталонного и вспомогательного нормальных элементов,
выполнявшегося в режиме «Подготовка». Затем отключается эта-
лонный нормальный элемент с задержкой на время 2 с, подклю-
чается к ЦВ поверяемый нормальный элемент № 1 и нагрузочный
резистор, производится измерение разности между напряжением
24
на нагрузочном резисторе и э.д.с. вспомогательного нормального
элемента и печатается показание ЦВ. Затем отключается нагру-
зочный резистор, измеряется разность э.д.с. поверяемого и вспо-
могательного нормальных элементов и с установленной задерж-
кой начинается печать результата измерения разности э.д.с. пове-
ряемого нормального элемента № 1 и вспомогательного нор-
мального элемента. Через 2 с отключается поверенный нормаль-
ный элемент, подключается поверяемый нормальный элемент №
2 и нагрузочный резистор. Последовательность дальнейших опе-
раций полностью повторяет последовательность операций повер-
ки нормального элемента № 1.
По окончании поверки последнего нормального элемента от-
ключается питание ЦПУ и на этом цикл групповой поверки нор-
мальных элементов заканчивается. В состоянии ожидания АУК
находится до тех пор, пока поверитель не переведет его в режим
«Подготовка» или отключит питание вовсе.
Разработка АУК проводилась на базе цифровых интеграль-
ных микросхем серии К155, совместимых с аппаратурой ЦПУ и
имеющих все необходимые для реализации АУК функциональ-
ные элементы. В качестве коммутирующих элементов выбраны
герконовые реле типа РЭС-42 с позолоченными контактами, ко-
торые имеют сопротивление не более 0,3 Ом в замкнутом состоя-
нии при токах порядка наноампер, типичных для поверки нор-
мальных элементов.
Конструктивно оказалось целесообразным разделить АУК на
три функционально законченных блока — блок управления, блок
коммутации и блок питания — по следующим соображениям.
Для уменьшения термоэ.д.с. коммутирующие элементы АУК же-
лательно поместить в термостат вместе с поверяемыми, эталон-
ным и вспомогательным нормальными элементами. Поэтому в
блок коммутации были вынесены лишь реле, коммутирующие
элементы, нагрузочный резистор и часть микросхем, непосредст-
венно обеспечивающие их функционирование. Отделение блока
управления от блока питания позволяет существенно ослабить
влияние помех от последнего и повысить надежность работы
первого.
Блок управления работает по жесткой программе, вырабаты-
вая необходимые управляющие сигналы для блока коммутации.
В этом же блоке осуществляется индикация номера подключен-
25
ного к ЦВ нормального элемента и состояния подключения или
отключения нагрузочного резистора. В состав блока управления
входят такие функциональные узлы, как задатчик режимов функ-
ционирования, формирователь синхронизирующих импульсов,
датчик импульсов ручного управления, дизъюнктор (раздели-
тель) управления, блокератор управления, таймер, переключатель
нагрузочного резистора, задатчик числа поверяемых нормальных
элементов, счетчик-ограничитель, выключатель питания ЦПУ.
Блок коммутации является исполнительным органом АУК.
Его функционирование полностью определяется управляющими
сигналами блока управления. Блок коммутации состоит из де-
шифратора, коммутатора нормальных элементов и коммутатора
нагрузочного резистора.
В заключение необходимо подчеркнуть, что описанный ав-
томатический коммутатор является лишь коммутатором, хотя и
был разработан для поверки нормальных элементов. В качестве
автоматического коммутатора он может быть использован во
всех случаях групповых измерений, например, для контроля ре-
зисторов при их производстве, при поверке однозначных мер
электрического сопротивления и т. п.
1.4. Оформление результатов поверки нормальных
элементов
Результаты поверки эталонных нормальных элементов и ре-
зультаты поверки рабочих нормальных элементов классов точно-
сти 0,005 и более точных заносят в протокол обязательной формы
(приложение 3 ГОСТ 8.212—84). При автоматизации поверки
нормальных элементов результаты поверки можно представлять
в форме, отличающейся от обязательной. Результаты поверки
нормальных элементов классов точности 0,01 и 0,02 оформляют в
произвольной форме.
При положительных результатах периодической поверки
нормального элемента, проведенной государственной метрологи-
ческой службой, выдают свидетельство по форме, установленной
Госстандартом, и навешивают пломбу с клеймом. Обратную сто-
рону свидетельства заполняют в соответствии с обязательными
приложениями 4 и 5 в ГОСТ 8.212-84.
Положительные результаты ведомственной периодической
26
поверки оформляют в порядке, установленном ведомственной
метрологической службой.
Нормальные элементы, показавшие при поверке отрицатель-
ные результаты, к применению не допускаются, их клеймо пре-
дыдущей поверки гасят и выдают извещение о непригодности
нормального элемента.
Глава 2. МЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ
2Л. Общие сведения о мерах сопротивления
Меры электрического сопротивления (МЭС) изготовляют в
виде катушек сопротивления — однозначных мер электрического
сопротивления (ОМЭС) и магазинов сопротивления — много-
значных мер электрического сопротивления (ММЭС).
К материалу, из которого изготовляют элементы сопротивле-
ния, предъявляются такие требования:
• возможно большее удельное сопротивление;
• наименьший температурный коэффициент сопротивления
(ТКС);
• наименьшая термоэ.д.с. в паре с другими металлами, в осо-
бенности с медью;
• устойчивость к окислению.
Этим требованиям наилучшим образом удовлетворяет ман-
ганин — сплав меди, марганца и никеля. В МЭС манганин ис-
пользуется в виде проволоки или ленты. Кроме элементов из
манганина, применяются резисторы, изготовленные по печатной
технологии из фольги различных сплавов. Резисторы из фольги
имеют малые размеры и меньшую реактивную составляющую
сопротивления.
Меры электрического сопротивления менее 1000 Ом снаб-
жаются двумя парами зажимов (рис. 2.1): одна пара — токовые
зажимы Т, другая пара — потенциальные П. К потенциальным
зажимам присоединяются провода, идущие к измерительному
прибору. Сопротивление меры R заключено между потенциаль-
ными зажимами. Разделение зажимов на токовые и потенциаль-
ные позволяет исключить влияние сопротивлений соединитель-
ных проводов и контактов на результат измерения электрическо-
го сопротивления.
27
Рис. 2.1
Рис. 2.2
Та же мера сопротивления, включенная в цепь переменного
тока, имеет другую эквивалентную схему (рис. 2.2), так как при
протекании переменного тока через МЭС проявляются ее маг-
нитные свойства, описываемые индуктивностью L, и электроста-
тические свойства, описываемые емкостью С. Они проявляются
тем заметнее, чем выше частота тока. Эквивалентное сопротив-
ление меры переменному току Z состоит из активной и реактив-
ной составляющих:
Z = R + ja(L-if о = Я(1 + >т),
где j — мнимая единица; (й — круговая частота тока; т — посто-
янная времени.
Постоянная времени т = (L - R2C)/R является нормируемой
характеристикой реактивности МЭС и измеряется в секундах.
При создании МЭС, предназначенных для работы в цепях
переменного тока, применяют различные способы, которые по-
зволяют свести к минимуму остаточные индуктивность и емкость
МЭС — например, бифилярные намотки. Наличие остаточной
индуктивности и емкости в МЭС ограничивает верхний предел
частотного диапазона. Чем меньше постоянная времени, тем
больше верхний предел частотного диапазона, и наоборот.
При протекании тока через МЭС его резисторы нагреваются
из-за выделения джоулева тепла, пропорционального мощности
Р = FR. Вследствие этого сопротивления резисторов увеличива-
ются. Поэтому допустимая нагрузка МЭС ограничивается указа-
нием номинальной мощности для ОМЭС и номинальной мощно-
сти на одну ступень для ММЭС, при которой допускается опре-
деление действительного значения сопротивления меры во время
поверки. Зная номинальное значение мощности, можно вычис-
лить допустимое значение тока при поверке.
Известно, что сопротивление металлического резистора зави-
сит от температуры окружающей среды. Эта зависимость описы-
28
вается полиномом второго порядка от температуры, который со-
держит два коэффициента а и Р, называемые температурными
коэффициентами сопротивления (ТКС):
+ Я^а(г— fo) + /?фр(/ — ro) ,
где — значение сопротивления при температуре /0; Rt — зна-
чение сопротивления при температуре t.
ТКС являются одной из нормируемых характеристик ОМЭС.
Их действительные значения для каждой ОМЭС определяют экс-
периментально следующим образом. Сначала измеряют действи-
тельное значение сопротивления /?20 при температуре 20 °C. За-
тем измеряют действительные значения сопротивления /?г1 при
температуре и сопротивления R& при температуре По ре-
зультатам измерений составляют систему из двух уравнений:
= ^20 + Яна(£] - 20) + /?нР01 ” 20)2;
Rft = ^20 + ^Ha(f2 ” 20) + ” 20)\
где Лн — номинальное значение сопротивления ОМЭС.
Решив систему относительно аир, находят действительные
значения ТКС,
Для ММЭС характерно наличие начального сопротивления
/?о. Начальное сопротивление ММЭС равно сопротивлению меж-
ду его входными зажимами при нулевых положениях всех его де-
кад. Оно складывается из переходных сопротивлений контактов и
сопротивлений соединений между декадами ММЭС. Очевидно,
значение начального сопротивления тем больше, чем большее
число декад т содержит ММЭС, т.е, #о = ат, где а — коэффици-
ент, выбираемый по ГОСТ 23737-79. Значение начального со-
противления имеет случайный характер из-за случайного харак-
тера обусловливающих его причин. Поэтому при поверке ММЭС
определяют не только значение начального сопротивления, но и
его вариацию.
2.2. Характеристики меры электрического сопротивления
Метрологические характеристики мер сопротивления регла-
ментируют в соответствии со стандартом ГОСТ 23737-79 «Меры
электрического сопротивления. Общие технические условия».
29
Рассмотрим нормирование следующих характеристик:
номинальное значение сопротивления;
класс точности;
предел допускаемого отклонения действительного значения
сопротивления от номинального;
номинальное значение мощности;
среднее значение начального сопротивления;
вариация начального сопротивления;
номинальное и максимальное значения напряжения;
электрическое сопротивление изоляции;
значения сопротивления при 20 °C и ТКС;
значение термоконтаклнои э.д.с.;
постоянная времени.
Номинальное значение сопротивления
Для ОМЭС номинальное значение сопротивления выбирают
из ряда 140", Ом, где п = -5; -4;...; +15; +16. Для ММЭС номи-
нальное значение сопротивления одной ступени декады выбира-
ют из ряда 110", Ом, где п = -4; -3; ... +11; +12. Декады ММЭС
должны обеспечивать возможность устанавливать значения со-
противления в соответствии с одним из следующих рядов: (0; 1;
2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9)10”; (0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10)10*; (0; 1; 2;
3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10; 11)10”, гдеп = ^4;-3;... +11 или +12. Допус-
кается для одной из четырех младших декад ММЭС начинать ряд
с единицы. Младшая декада может быть выполнена с плавным
изменением сопротивления.
Класс точности
Класс точности ОМЭС соответствует одному из чисел ряда:
0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2. (2.1)
Класс точности ММЭС выражается одним из двух способов:
1) значением постоянной с* которое выбирают из ряда (2.1),
если декадам присваиваются разные классы точности. Отдельные
декады могут иметь классы точности 0,5; 1; 2; 5;
2) совокупностью постоянных с и разделенных косой чер-
той c/rf. Постоянная с выбирается из ряда (2,1), постоянная d вы-
числяется по формуле
d = 10 am/R^ (2.2)
где т — число декад ММЭС; а — коэффициент, выбираемый по
30
табл. 3 в ГОСТ 23737—79 в зависимости от класса точности стар-
шей декады ММЭС; /?к — наибольшее значение сопротивления
ММЭС, Ом. Значение рассчитанное по формуле (2.2), округ-
ляют до ближайшего большего значения, выбираемого по и, 2.3.2
ГОСТ 8.401-80 из ряда [1; 1,5; (1,6); 2; 2,5; (3); 4; 5; 6]10я, где
п = 1, 0, -1, -2 и т.д. Значения, взятые в круглые скобки здесь и
далее, не применяются в новых разработках.
Таблица 3 (ГОСТ 23737-79)
Постоянная с а, Ом
0,0005; 0,001; 0,002; 0,005; 0,01 0,002
0,02 0,003
0,05 0,005
ОД 0,006
0,2; 0,5; 1;2;5 0,01
Предел допускаемого отклонения действительного значе-
ния сопротивления от номинального
Отклонение действительного значения сопротивления от но-
минального выражается в форме относительной погрешности 8 в
процентах от номинального значения сопротивления ОМЭС или
сопротивления, установленного на ММЭС.
Предел допускаемого отклонения 8П действительного значе-
ния сопротивления от номинального при первичной поверке ра-
вен:
одному из значений, указанных в табл. 2 ГОСТ 23737-79 для
ОМЭС, а также для ММЭС, классы точности которых выражают-
ся значением постоянной с;
значению, полученному при расчете по формуле (2.3) для
ММЭС, классы точности которых выражаются совокупностью
постоянных с и d:
5п = ±[* + Л(Як/Я-1)],%, (2.3)
где b = 0,01 для ММЭС классов точности от 0,0005 до 0,01 и b = с
для ММЭС остальных классов точности, значения которых соот-
ветствуют указанным в табл, 2 ГОСТ 23737—79; 7?к — конечное
значение диапазона изменения сопротивления ММЭС; Я — но-
минальное значение включенного сопротивления; d — постоян-
ная, вычисляемая по формуле (2.2).
31
Если d < O,2c7fminZRK, где /?mjn — сопротивление ступени
младшей декады, то принимается d = 0. В этом случае 5П = ± Ь.
Предел допускаемой основной погрешности меры электриче-
ского сопротивления в течение года после первичной поверки
или иной даты, согласованной между потребителем и изготови-
телем, должен равняться:
значениям, указанным в графе 2 табл. 2 ГОСТ 23737-79 для
ОМЭС, а также для ММЭС, классы точности которых выражают-
ся постоянной с;
значениям, вычисляемым по формуле
5П = ± [с + d(RJR - 1)], % (2.4)
для ММЭС, классы точности которых выражены совокупностью
постоянных с и d.
Для МЭС классов точности 0,02 и менее точных основная по-
грешность вычисляется по формуле
8 = [(/гн-Лд)//?н]хЮ0, %,
где /?н и /?д — соответственно номинальное и действительное
значения сопротивления МЭС.
Для МЭС классов точности 0,0005-0,01 основная погреш-
ность вычисляется по формуле
3 = [(^-7?fli)/7?H]xlOO,%,
где Лд2 и 7?д1 — действительные значения сопротивления, опре-
деленные соответственно при данной и при предыдущей поверке.
Номинальное значение мощности
Номинальное значение мощности рассеивания в ваттах уста-
навливается для ОМЭС с номинальным значением сопротивле-
ния не более 105 Ом и выбирается из ряда (1; 2; 3; 5; 7)хЮЛ, где
п = —3; —2; —1; 0; 1; 2. Для ММЭС нормируется номинальное зна-
чение мощности на одну ее ступень при сопротивлении ступени
от 10-4 до 105 Ом, Значение мощности выбирается из ряда [1; 2;
(2,5); 3; 5]х10°, где п = — 3; —2; -1; 0. Конкретные значения мощ-
ности рассеивания устанавливаются в технических условиях на
МЭС конкретного типа.
Среднее значение начального сопротивления
Среднее значение начального сопротивления в омах нор-
32
мируется для ММЭС с сопротивлением ступени старшей декады
не более 104 Ом и не должно превышать значения, вычисляемого
по формуле
= ат,
где а — коэффициент, выбираемый из табл, 3 ГОСТ 23737-79;
т — число декад ММЭС.
Вариация начального сопротивления
Вариация начального сопротивления Д/?о в омах нормируется
для ММЭС с сопротивлением ступени старшей декады не более
104 Ом и не должна превышать значения, вычисляемого по фор-
муле
ДЛО< 0,1am.
В то же время вариация начального сопротивления Д7?о не
должна превышать половины значения сопротивления одной
ступени младшей декады.
Номинальное и максимальное значения напряжения
Для МЭС нормируется напряжение, прикладываемое к ней.
Номинальное и максимальное значения в киловольтах выбирают-
ся из ряда:
• 0,025; 0,040; 0,070; 0,10; 0,15; (0,22); 0,25; 0,30; 0,40; 0,50;
(0,55); 0,70; 1,00; 1,50; 2,50; 3,00; 4,00; 5,00 для ОМЭС с номи-
нальным значением сопротивления не менее 10б Ом;
• 0,10; (0,15); 0,20; 0,30; (0,45); 0,60; 0,70; 1,00; 1,50; 2,50;
3,00; 5,00; 10,00 для ММЭС при сопротивлении ступени старшей
декады не менее 106 Ом.
Конкретные значения напряжения устанавливаются в техни-
ческих условиях на МЭС конкретного типа.
Электрическое сопротивление изоляции
Электрическое сопротивление изоляции МЭС 2?из, Ом, между
корпусом и изолированными по постоянному току электрически-
ми цепями в рабочих условиях применения должно быть не ме-
нее значения, вычисленного по формуле
для ОМЭС /?из = 5х 10эЯн/с,
для ММЭС /?из = 104г/с.
где /?н — номинальное значение сопротивления ОМЭС, Ом;
г— сопротивление ступени старшей декады ММЭС, Ом.
33
При этом сопротивление изоляции должно быть не менее
1000 МОм для ОМЭС и не менее 100 МОм для ММЭС.
Значения сопротивления при 20°€ и ТКС
Значение сопротивления Rt в омах для ОМЭС при темпера-
туре t °C в пределах рабочих условии применения вычисляется
по формуле
Rt = /?2о + Ян[а(' - 20) + р(/ - 20)2],
где /?20 — действительное значение сопротивления ОМЭС при
температуре 20 °C, Ом; аир — ТКС, определяемые для каждой
ОМЭС экспериментальным путем. Значения и р указывают
в технической документации на каждую ОМЭС классов точности
0,0005-0,01.
Значение термоконтактной э.д.с.
Для ОМЭС с сопротивлением не более 104 Ом в нормальных
условиях применения значение термоконтактной э.дх. не должно
превышать 1 мкВ. Для ММЭС С сопротивлением ступени стар-
шей декады не более 104 Ом в нормальных условиях применения
при неподвижных переключающих устройствах значение термо-
контактной э.д.с. не должно превышать 5 мкВ для классов точно-
сти 0,0005-0,005 и 10 мкВ для ММЭС классов точности 0,01 и
менее точных.
Постоянная времени
Постоянная времени т нормируется и проверяется у МЭС,
предназначенных для использования в цепях переменного тока.
Верхний предел постоянной времени для ОМЭС выбирается из
ряда 1; 2; 5; 10 нс; 1000 мкс. Предельные значения постоянной
времени для ОМЭС, разработанных до 01.01.91, устанавливаются
в технических условиях на ОМЭС конкретного типа.
23, Методика поверки однозначных мер электрического
сопротивления
Поверку однозначных мер электрического сопротивления
регламентируют стандарты ГОСТ 8.028-86 «Государственный
первичный эталон и поверочная схема для средств измерений
электрического сопротивления» и ГОСТ 8.237-2003 «Катушки
электрического сопротивления измерительные. Методы и средст-
ва поверки».
34
23. 1. Операции поверки ОМЭС
При поверке однозначных мер электрического сопротивле-
ния выполняют следующие операции:
• внешний осмотр;
• проверка электрической прочности изоляции при первич-
ной поверке;
• определение электрического сопротивления изоляции при
первичной поверке;
• опробование;
• определение действительного значения электрического со-
противления меры и относительного отклонения действительного
значения меры от номинального;
• определение температурных коэффициентов сопротивле-
ния (ТКС) только при первичной поверке;
• определение постоянной времени меры, предназначенной
для работы на переменном токе;
• проверка нестабильности меры при периодической повер-
ке.
23.2. Средства поверки ОМЭС
При определении действительного значения сопротивления
меры, при определении температурных коэффициентов сопро-
тивления, при поверке нестабильности меры применяются сле-
дующие эталонные средства измерений: цифровые омметры,
мосты постоянного и переменного тока, компараторы сопротив-
ления. Отношение доверительных погрешностей исходного эта-
лона и поверяемых мер должно быть не более 1/3,
Для поверки электрической прочности изоляции применяют
установки, позволяющие регулировать синусоидальное напряже-
ние от 10 до 100% значения испытательного напряжения при час-
тоте 50 Гц, Погрешность воспроизведения испытательного на-
пряжения должна быть не более 10 %.
Для определения сопротивления изоляции применяют мега-
омметры и тераомметры с основной относительной погрешно-
стью не более 20 % и диапазоном измерений не менее минималь-
ного допускаемого значения сопротивления изоляции электриче-
ских цепей поверяемой меры относительно корпуса, рабочим на-
пряжением не менее максимального рабочего и не более испыта-
тельного для поверяемой меры конкретного типа.
35
2,3.3. Условия поверки ОМЭС и подготовка к ней
Поверяемые ОМЭС должны быть выдержаны в помещении, в
котором находятся средства поверки, не менее 24 ч, Температура
в помещении должна быть 18-22 °C при поверке ОМЭС классов
точности 0,0005-0,01 и 15-25 °C для классов точности 0,02 и
0,05. Относительная влажность воздуха в помещении должна
быть не более 80 %. Сила тока в ОМЭС должна быть такого зна-
чения, чтобы мощность рассеивания не превышала 0,05 Вт для
ОМЭС с номинальным значением сопротивления от 1(Г1 до 105
Ом, 0,1 Вт — от 10-Здо 10-2 Ом, 1 Вт — для 10^ Ом, 10 Вт — для
10“5 Ом.
При поверке ОМЭС с номинальным значением сопротивле-
ния 106-109 Ом напряжение источника питания компаратора
должно быть установлено от 20 до 220 В с учетом чувствитель-
ности и допускаемой нагрузки компаратора.
Действительные значения сопротивления ОМЭС определяют
при устойчивом температурном режиме масляного или воздуш-
ного термостата, когда в течение 20 мин температуру в термоста-
те поддерживают равной (20 ± 0,1) °C для ОМЭС классов точно-
сти 0,0005-0,005 и (20 ± 0,2) °C для ОМЭС классов точности
0,01-0,05. ОМЭС, наполненные маслом, с номинальным значени-
ем сопротивления 10^ и 10"5 Ом допускается устанавливать вне
термостата, остальные в термостате с терморегулированием. Эта-
лонную ОМЭС помещают в отдельный или тот же термостат, в
котором находится поверяемая ОМЭС, но при определении ТКС
— только в отдельный термостат.
2.3.4. Внешний осмотр
Поверяемая ОМЭС должна:
* быть представлена с паспортом, если она после выпуска из
производства или ремонта, или со свидетельством о предыдущей
поверке, если находится в эксплуатации;
* не быть заполнена маслом, если номинальное значение со-
противления лежит в диапазоне от 10-5 до 10-2 Ом;
* иметь неповрежденное клеймо предприятия-изготовителя
или организации, проводившей поверку;
* иметь маркировку, соответствующую ГОСТ 22261-94;
* не иметь механических повреждений и не быть загрязнен-
ной;
36
* не иметь внутри посторонних предметов.
2.3.5, Определение электрического сопротивления изоляции
Сопротивление изоляции измеряют на постоянном токе при
напряжении не менее (500 ± 100) В. Цепи, подлежащие проверке,
устанавливаются в технических условиях на ОМЭС конкретного
типа. ОМЭС считается выдержавшей испытание, если сопротив-
ление изоляции соответствует значению
^ИЗ =5x10 /?ном/с*
2,3.6, Проверка электрической прочности изоляции
Проверка электрической прочности изоляции ОМЭС прово-
дится по ГОСТ 12.2.091-83.
23. 7. Определение действительного значения
сопротивления меры и относительного отклонения
действительного значения сопротивления от номинального
Действительные значения сопротивления однозначной меры,
предназначенной для работы только на постоянном токе (ОМЭС),
и универсальной меры, предназначенной для работы на постоян-
ном и переменном токе до частоты 1 МГц (УОМЭС), определяют
следующими методами: методом прямого измерения с помощью
цифрового омметра, методом прямого измерения с помощью
моста постоянного тока, методом замещения и методом переста-
новки с использованием моста постоянного тока, методом одно-
временного сравнения с помощью компаратора сопротивлений,
методом косвенных измерений с помощью потенциометра.
При прямом измерении с помощью цифрового омметра пове-
ряемую меру подключают к эталонному цифровому омметру.
Сопротивление соединительных проводов и кабелей должно быть
менее 10 % допускаемой погрешности измерений, в противном
случае его следует учитывать при измерениях. За действительное
значения сопротивления ОМЭС принимают показания омметра.
Выполняют однократное и многократные измерения в соответст-
вии с технической документацией (ТД) на омметр. Погрешность
измерения действительного значения сопротивления при много-
кратных измерениях определяют согласно требованиям ТД на
омметр.
37
Прямое измерение с помощью моста постоянного тока про-
водят при двух- или четырехзажимном подключении поверяемой
меры к эталонному мосту. Подключение поверяемой меры к мос-
ту и процедуру измерения выполняют в соответствии с ТД на
мост. Для исключения влияния ТЭДС на результаты измерение
проводят при двух направлениях тока питания. За результат из-
мерения принимают среднеарифметическое значение результатов
измерения при двух направлениях тока.
Метод замещения применяют при отсутствии эталонного
моста необходимой точности. Помимо моста в этом случае тре-
буются две ОМЭС из состава исходного эталона с номинальным
значением сопротивления, равным номинальному значению со-
противления поверяемой ОМЭС. Схема подключения поверяе-
мой меры и эталонных СИ представлена на рис. 23 и 2.4, где
— поверяемая мера; 7?э _ эталонная мера; RT — тарная мера; К —
мост-компаратор; I — источник тока питания моста; U — источ-
ник напряжения питания моста. При поверке ОМЭС с номиналь-
ным значением сопротивления от КГ4 до 102 Ом измерения про-
водят по схеме двойного моста (рис. 23), а при поверке ОМЭС с
номинальным сопротивлением от 103 до 105 — одинарным мос-
том (рис. 2.4).
Метод замещения заключается в том, что в одно плечо срав-
нения моста включают тарную ОМЭС Лт, а в другое плечо по-
очередно включают поверяемую ОМЭС и равнономинальную
эталонную ОМЭС 7?э, уравновешивая при этом мост-компаратор
К. Для исключения влияния термоконтактной э.дх. измерения
проводят при двух направлениях постоянного тока в цепи элек-
тропитания. За результат измерения принимают среднее арифме-
тическое из двух наблюдений.
Рис. 23 Рис. 2.4
ЯЛ(ЛЭ) /?т
38
Значение измеряемого сопротивления рассчитывают по пока-
заниям плеч при полностью уравновешенном мосте по формулам
Я1 = + Ci
К2 = гю + Q
З^п + С
§2 = ^2 + С
8, = + С
- ^номО + 5Д
где: п2, 8Ь 82 , , 8, — относительные отклонения сопротив-
ления мер из состава исходного эталона и поверяемых ОМЭС со-
ответственно, Ом; гь г2, г^/2, г/ — среднеарифметические по-
казания моста при включении мер из состава исходного эталона и
поверяемых ОМЭС соответственно, Ом; /?ном — действитель-
ное и номинальное значения сопротивления поверяемой ОМЭС,
Ом;
Ci = nl - г^; С2 = п2 - rN2; С = 0,5 (Ci + С2),
При определении постоянной моста С различие в значениях
Ci и С2 не должно превышать половины доверительной погреш-
ности определения 8/.
Метод перестановки отличается от метода замещения отсут-
ствием тарной меры. Схема подключения поверяемой ОМЭС и
эталонных СИ такая же, как на рис, 2.3, но вместо тарной меры
RT включают эталонную меру Сущность метода перестановки
состоит в том, что поверяемую меру включают в одно плечо
сравнения моста, эталонную меру — в другое плечо сравнения и
получают показания моста Затем осуществляют взаимную пе-
рестановку сравниваемых мер и получают показание моста rN.
Действительное значение сопротивления поверяемой меры опре-
деляют по формуле
Ri = Яном [1 + л + 0,5(г; - Гд,)],
где п — относительное отклонение сопротивления эталонной ме-
ры от номинального значения.
Метод одновременного сравнения позволяет определить дей-
ствительное значение сопротивления поверяемой ОМЭС путем
39
одновременного сравнения разнономинальных ОМЭС и ОМЭС
из состава исходного эталона с помощью компоратора сопротив-
лении (рис. 2.5).
Рис. 2.5
Метод косвенных измерений с помощью потенциометра или
компаратора напряжений позволяет определить действительное
значение поверяемой меры при наличии эталонной меры равно-
номинального значения. Поверяемую йп и эталонную йэ меру со-
единяют последовательно и подключают к источнику тока ИТ
(рис, 2.6). Падение напряжения на поверяемой 17п и эталонной
мерах измеряют потенциометром постоянного тока ППТ при по-
мощи переключателя П.
Рис. 2.6
Действительное значение напряжения вычисляют по формуле
йп = йэ(уп/17э).
Сила тока, протекающего через меры, должна быть стабиль-
ной в течение обоих измерений.
Действительное значение поверяемой меры йп при использо-
вании эталонной меры йэ вычисляют по формуле йп = йэ + Ай,
где йэ — действительное значение сопротивления эталонной ме-
ры; Ай — измеренная разница между действительным значением
сопротивления поверяемой меры и эталонной меры.
40
Относительное отклонение 8 действительного значения со-
противления поверяемой меры /?п от номинального Лном вычис-
ляют по формуле
8 = 100(/?ном — ЯпУ^НОМ?
Значение относительного отклонения 8 не должно превышать
допускаемых значений из табл, 2 в ГОСТ 23737-79 с дополне-
ниями 1991 г.
2.3.8. Проверка нестабильности меры
Нестабильность меры < вычисляют по формуле
< = (йд — /гдп)х100/
где /?д — действительное значение сопротивления ОМЭС при
данной поверке; /?дп — действительное значение сопротивления
ОМЭС при предыдущей поверке; т — число лет, прошедших со
времени предыдущей поверки.
Эта характеристика для мер, используемых в качестве рабо-
чих эталонов 1-го? 2-го и 3-го разрядов не должна превышать
значений, указанных в ГОСТ 23737-79 с изменениями 199L
2.3.9. Определение температурных коэффициентов
сопротивления меры
Действительно значение сопротивления меры Rt при откло-
нении ее температуры от температуры поверки определяется
формулой
= ЯНОМ[(1(Г/ — *о) + Р(^“ ^о) L
где R{ — значение сопротивления меры при температуре г,; —
значение сопротивления меры, определенное при поверке; /?Ном
— номинальное значение сопротивления меры; а — температур-
ный коэффициент, определенный для температуры r0; tj — значе-
ние температуры, при которой вычисляют действительное значе-
ние сопротивления меры; tQ — номинальное значение температу-
ры, при которой проводят проверку; р — температурный коэф-
фициент.
Меры поверяют при температуре окружающей среды 20 °C.
41
Для поверяемых мер с индивидуальным термостатированием по-
верку проводят при температуре рабочего объема термостата от
18 до 30 °C. Меры при температуре вне этого диапазона поверя-
ют по специальным методикам.
Погрешность поддержания температуры определяют в зави-
симости от значения ТКС и классов точности поверяемых мер*
Составляющая погрешности измерения сопротивления мер при
поверке, возникающая из-за влияния температуры окружающей
среды, не должна превышать 25 % предела допускаемой погреш-
ности.
При определении ТКС используют два термостата* В первый
термостат помещают опорную (тарную) меру, температуру в
термостате поддерживают постоянной во время всего цикла
измерений. Во второй термостат помещают поверяемую меру,
при этом обеспечивают поддержание постоянной температуры в
трех точках h = г0 - Дг, г2 = г0, Гз = + Д^
Значение погрешности поддержания температуры Дг при оп-
ределении ТКС должно составлять (3 + 0*5) °C для мер классов
точности от 0,0005 до 0,02, (5 4^1) °C для мер более низких клас-
сов точности.
При определении ТКС меры должны выдерживаться при зна-
чениях температуры /2, h не менее времени, указанного в НД
на поверяемую меру, или не менее 0,5 ч, если указание в НД от-
сутствует,
ТКС определяют методом замещения. Тарную меру 2?$и меру
из состава исходного эталона Лу помещают в термостат, в кото-
ром поддерживают постоянную температуру, при которой было
определено действительное значение сопротивления меры За-
тем определяют действительные значения сопротивления пове-
ряемой меры Аь при температурах
Коэффициенты а0 и Р вычисляют по формулам
do = [U?2--K])(h-*2)(h+ h~ 2Го)+(Л3 - Л2)(Г2 - ^])(2/o-^-t])]:
:[£ном0з- 6)1;
Р = [(Яз“Я2)(*2“ *1)“(Я2“Я1)0з“ *2)]:[ЯНом(^_ *i)L
Правильность определения значений «о и р проверяют, изме-
ряя их в двух контрольных точках гК] Гк2. При контрольных изме-
рениях рекомендуются значения /к] = 0,5Д/, /к2 = Го + О,5ДЛ
42
Проверка состоит из двух этапов. Сначала определяют значения
сопротивления меры при температурах Затем вычисля-
ют значения сопротивления меры для температур rKls по зна-
чениям измеренного сопротивления меры при температуре г0 и
полученным ранее значениям Оо и р. Разность между полученны-
ми экспериментально и вычисленными значениями не должна
превышать 30 % доверительной погрешности при доверительной
вероятности 0,95.
23Л0. Определение постоянной времени меры
Постоянную времени универсальных однозначных мер элек-
трического сопротивления (УОМЭС) т определяют на перемен-
ном токе частотой до 1 кГц и на основной рабочей частоте ис-
пользуемого исходного эталона. Для его определения используют
метод прямого измерения или метод замещения.
Методом прямого измерения постоянную времени опреде-
ляют либо при помощи мостов переменного тока типов Р5010,
Р5016, ВМ484, Р5083, либо при помощи эталонного цифрового
омметра МЦС-2Б или измерителя Е7-12.
Поверяемую меру подключают к мосту, уравновешивают
мост и вычисляют постоянную времени т = 1 ,6x1g-4 tg ф, где tg ф
— показания моста по тангенсу фазового угла.
Если используется цифровой омметр или измеритель, то по-
стоянную времени вычисляют по формуле т = LR или т = С/G, где
L, R, С, G — показания измерителя Е7-12 по индуктивности, ак-
тивному сопротивлению, емкости, активной проводимости соот-
ветственно.
Методом замещения постоянную времени определяют сле-
дующим образом. Поверяемую меру, имеющую активное сопро-
тивление R и постоянную времени т, подключают к входным за-
жимам используемого СИ и уравновешивают измерительную
цепь. Затем вместо поверяемой меры подключают замещающий
элемент с сопротивлением 2?^ того же номинального значения,
что и у поверяемой меры, и повторно уравновешивают измери-
тельную цепь. Постоянную времени т вычисляют по формуле
для цифрового омметра МЦС-2Б т = тзэ + тм — тзэм, где тзэ —
действительные значения постоянной времени замещающего
элемента; тм, тззм — показания на цифровом табло омметра
43
МЦС-2Б при подключении поверяемой меры и замещающего
элемента соответственно;
для моста Р5083 т = тзэ +1,6x10-4 (tg (рм - tg фзэм), где tg <рм,
tg Фзэм — показания на цифровом табло «tg ф» моста Р5083 при
подключении поверяемой меры и замещающего элемента соот-
ветственно;
для измерителя Е7-12 т = + (£м - LNtA)R или т = - (См -
Gtm)/G, где — постоянная времени рабочих эталонов сопро-
тивления Е1-5 и Н2-1; LM, R, См, CyM, G — показания на
цифровых табло «L», «С», «R», «G» измерителя Е7-12 при под-
ключении поверяемой меры и рабочего эталона соответственно.
Постоянная времени не должна превышать допускаемого
значения в табл. 4 ГОСТ 23737-79.
2.3.1 L Оформление результатов поверки ОМЭС и УОМЭС
На ОМЭС, подлежащие поверке в органах государственной
метрологической службы, выдают свидетельство установленной
формы и наносят оттиск поверительного клейма или навешивают
пломбу. На обороте свидетельства указывают:
температурную формулу
= + ^ном[°Ч>(А — ^>) + РОг — ^о) L
в которой должно быть указано действительное значение по-
лученное в результате последней поверки, и ТКС;
значение постоянной времени для УОМЭС;
дату поверки;
рекомендуемую дату очередной поверки.
Для рабочих эталонов указывают соответствие поверочных
мер определенному разряду. Для присвоения рабочим мерам
ОМЭС и УОМЭС статуса эталонов 3-го, 2-го, 1-го разрядов их
исследуют не менее двух лет на присвоение 3-го разряда и не ме-
нее трех лет на присвоение 2-го и 1-го разрядов, определяя зна-
чения Ro с указанием даты проведения измерений.
Если ОМЭС и УОМЭС по результатам поверки признаются
непригодными к применению, то оформляют соответствующий
документ, форма которого устанавливается национальным орга-
ном по стандартизации.
44
2А, Методика поверки многозначных мер электрического
сопротивления
В данном параграфе рассматривается поверка многозначных
мер электрического сопротивления, предназначенных для работы
в цепях постоянного тока. Методика поверки эталонных ММЭС
3-го разряда в диапазоне сопротивлений от 1 х10—3 до 1х1О10 Ом
регламентируется в методических указаниях МИ 1695-87 «Меры
электрического сопротивления многозначные, применяемые в
цепях постоянного тока. Методика поверки». ММЭС классов
точности 0,005 и более точные поверяются по методикам, разра-
ботанным институтами Госстандарта, или по методикам, согла-
сованным с ними. Как правило, методики поверки высокоточных
ММЭС приводятся в их эксплуатационных документах.
2.4. L Операции поверки ММЭС
При периодической поверке ММЭС выполняют следующие
операции:
• внешний осмотр;
• определение сопротивления изоляции только для ММЭС с
сопротивлением ступени старшей декады не менее 1 МОм;
• опробование;
• определение среднего значения начального сопротивления
и его вариации;
• определение действительных значений сопротивлений;
• проверка нестабильности.
Следует учесть, что с 01.01.91 в ГОСТ 23737-79 внесены из-
менения: термин «изменение сопротивления за год» заменен на
термин «основная погрешность в процентах в течение любого го-
да эксплуатации после первого года». При поверке ММЭС клас-
сов точности 0,0005—0,01 погрешность 5 вычисляется по формуле
8= 100(Лд2-Лд1>/Лн,
где /?д2 и Яд1 — действительные значения сопротивления, опре-
деленные при данной и предыдущей поверках соответственно.
Из последней формулы следует, что по существу контроли-
руется изменение действительного значения сопротивления
ММЭС за год, т.е. ее нестабильность.
Основную погрешность для ММЭС классов точности 0,02 и
45
менее точных вычисляют по формуле
5= юо(/гн-ад//гю
2.4,2. Средства и методы поверки ММЭС
Для поверки ММЭС в качестве эталонных средств измерений
применяются мосты постоянного тока, потенциометры и компа-
раторы напряжений постоянного тока, цифровые омметры, ком-
параторы сопротивлений, однозначные и многозначные меры
электрического сопротивления. Соотношение пределов допус-
каемых основных погрешностей эталонных средств измерений и
поверяемой ММЭС должно быть не более 1:2 при поверке эта-
лонных ММЭС 3-го разряда и не более 1:3 при поверке рабочих
ММЭС. При поверке необходимо обеспечить заданную владель-
цем меры максимальную вероятность необнаруженного брака
поверки Рнм и рассчитать границы контрольного допуска, с кото-
рыми сравнивают полученные при поверке погрешности ММЭС.
Значение контрольного допуска вычисляют в таком порядке.
L Рассчитывают соотношение а пределов допускаемых ос-
новных погрешностей эталонного средства измерения 8ЭТ и пове-
ряемой ММЭС 8П для каждой ее декады по формуле а = 8ЭТ: 8П-
2. По табл. 2.4 находят коэффициент коррекции контрольного
допуска у в зависимости от рассчитанного значения а и заданно-
го владельцем меры максимального значения вероятности необ-
наруженного брака Рим*
3. Вычисляют границы контрольного допуска 5К для каждой
ступени всех декад ММЭС по формуле 8К = уЗп.
Таблица 2.4
Соотношение пределов погрешностей ci — :бп Коэффициент коррекции контрольного допуска у при максимальной вероятности необнаруженного брака Рнм
0,00 ОДО 0,15 0,20 0,25 0,30
1:10 0,90 0,94 0,95 0,95 0,96 0,97
1:5 0,80 0,88 0,89 0,91 0,93 0,94
1:4 0,75 085 0,87 0,89 0,91 0,92
1:3 0,67 0,80 0,82 0,85 0,88 0,90
1:2,5 0,60 0,75 0,79 0,82 0,85 0,88
1:2 0,50 0,69 0,74 0,78 0,81 0,85
46
4* Сравнивают полученные при поверке ММЭС значения по-
грешностей с контрольным допуском и делают заключение о
пригодности поверяемой ММЭС к применению.
5. Если владелец меры не указал необходимое для него зна-
чение вероятности необнаруженного брака, то поверитель может
принять ее значение равным нулю: Рнм = 0.
Пример. Магазин сопротивления типа РЗЗ поверяется при
помощи цифрового омметра типа Щ306-1. Владелец магазина со-
противления установил максимальное значение вероятности не-
обнаруженного брака Л™ — 0,3. Требуется вычислить границы
контрольного допуска для первой и последней ступеней старшей
декады 9x10000 Ом.
Решение. Предел допускаемой основной погрешности мага-
зина сопротивления РЗЗ выражается формулой
5П = ± [0,2 + бхЮ^СЛк/Я - 1)], %,
где /?к — наибольшее значение сопротивления магазина РЗЗ, рав-
ное 99999,9 Ом; Я — номинальное значение сопротивления, ус-
тановленного на магазине РЗЗ,
Предел допускаемой основной погрешности цифрового ом-
метра ЩЗО6-1 на используемом диапазоне выражается формулой
бэт = ± [0,05 + 0,005(Як/Я - 1)],
где /?к —конечное значение диапазона измерения, равное 10000
Ом при измерении сопротивления первой ступени старшей дека-
ды магазина и равное 100000 Ом при измерении сопротивления
последней ступени; Я —значение измеряемого сопротивления.
L Вычисляем соотношение погрешностей для первой ступе-
ни:
бэт = ± [0,05 + 0,005(10000/10000 -1)] = ± 0,05 %,
5П = ± [0,2 + 6x10^(99999,9/10000- 1)] = ± 0,2 %,
<5ЭТ : 5П = 0,05 : 0,2 = 1 : 4,
Вычисляем соотношение погрешностей для последней сту-
пени:
бэт = ± [0,05 + 0,005(100000/90000 - 1)] = ± 0,05 %,
5П = ± [0,2 + 6x10^(99999,9/90000- 1)] = ± 0,2 %,
5ЭТ : 5П = 0,05 : 0,2 = 1 : 4.
47
2* По вычисленным значениям соотношения погрешностей
1:4 и по заданной владельцем магазина сопротивления макси-
мальной вероятности необнаруженного брака 0,3 находим в табл.
2,4 значение коэффициента коррекции контрольного допуска у =
0,92.
3, Вычисляем границы контрольного допуска
Зк = у5п = 0,92х(± 0,2) = ± 0,18 %.
4, Полученные при поверке старшей декады погрешности
следует сравнить с контрольным допуском, расположенным на
отрезке [-0,18; +0,18], %, и сделать заключение о пригодности к
применению.
Поверка ММЭС сводится к измерению его сопротивления.
Для этого можно воспользоваться различными методами.
Метод прямого измерения — это измерение, при котором
искомое значение сопротивления получают непосредственно. Та-
кое измерение осуществляется с помощью моста постоянного то-
ка одинарного МО или двойного МД (рис. 2.7). Одинарный мост
применяется для измерения относительно больших сопротивле-
ний, двойной — относительно малых, К двойному мосту пове-
ряемое сопротивление следует подключать 4 зажимами (2 токо-
вых и 2 потенциальных) для исключения влияния сопротивления
соединительных проводов на результат измерения. При измере-
нии сопротивления двойным мостом измерение следует прово-
дить при двух направлениях тока питания моста для исключения
влияния термоконтактной э.дх. на результат измерения. В по-
следнем случае за результат измерения принимают среднее
арифметическое значение из результатов двух измерений. Повер-
ка магазина сопротивления МСП методом прямого измерения
проста, но требуется мост высокой точности, у которого погреш-
ность должна быть не более 1/3 погрешности поверяемого мага-
зина сопротивления.
Рис. 2.7
48
Метод прямого измерения осуществляется также при исполь-
зовании в качестве эталонного средства цифрового омметра, на-
пример, типа ЩЗОб-L Но при пользовании цифровым омметром
надо иметь в виду, что на результат измерения влияет сопротив-
ление соединительных проводов. Способ определения сопротив-
ления соединительных проводов и вычитания его из результата
измерения выясняется из эксплуатационных документов на циф-
ровой омметр.
Метод замещения — это метод сравнения с мерой, в кото-
ром измеряемое сопротивление замещают мерой с известным
значением сопротивления. Метод замещения имеет две разно-
видности: метод полного замещения, когда сопротивление заме-
щающей меры номинально равно измеряемому сопротивлению, и
метод неполного замещения, когда сопротивления замещающее и
измеряемое не равны, но номинально достаточно близки друг к
другу. Схема измерения методом замещения показана на рис. 2.8.
Процедура измерения методом полного замещения такова:
на поверяемом МСП и на эталонном магазинах сопротив-
ления устанавливают равнономинальиые значения сопротивле-
ния;
переключатель П переводят в положение «поверяемый мага-
зин сопротивления МСП»;
уравновешивают мост постоянного тока МПТ, регулируя его
плечо сравнения;
переключатель П переводят в положение «эталонный мага-
зин сопротивления
уравновешивают мост постоянного тока МПТ, регулируя со-
противление
результат измерения — действительное значение сопротив-
ления поверяемого магазина — получают по формуле 2?д =
Рис. 2.8
49
Из формулы измерения следует, что погрешность измерения
действительного значения сопротивления равна погрешности
эталонного сопротивления.
Особенность такого метода поверки состоит в том, что эта-
лонным средством измерения является многозначная мера сопро-
тивления R3, но не мост постоянного тока МПТ+ Поэтому требуе-
мое соотношение погрешностей при поверке необходимо обеспе-
чить между погрешностями поверяемого магазина сопротивления
МСП и эталонного магазина Яэ? а не моста постоянного тока
МПТ, который выполняет здесь роль компаратора и от которого
требуется лишь высокая чувствительность.
Процедура измерения методом неполного замещения такова:
при отсутствии подходящего эталонного магазина сопротив-
ления на место R3 подключают эталонную катушку сопротивле-
ния, номинальное значение сопротивления которой близко к но-
минальному значению сопротивления поверяемого магазина
МСП;
переключатель П переводят в положение 11 поверяемый мага-
зин сопротивления МСП";
уравновешивают мост постоянного тока МПТ, регулируя его
плечо сравнения. Записывают значение сопротивления плеча
сравнения моста R'nc;
переключатель П переводят в положение "эталонная катушка
сопротивления Яэ";
уравновешивают мост постоянного тока МПТ? регулируя его
плечо сравнения. Записывают значение сопротивления плеча
сравнения моста Я* 'nJ
результат измерения — в данном случае действительное зна-
чение сопротивления поверяемого магазина — вычисляют по
формуле Яд = ЯэЯ'пс/Я'пс.
Из формулы измерения следует, что погрешность определе-
ния действительного значения сопротивления поверяемого мага-
зина Яд зависит в основном от погрешности эталонной катушки
сопротивления Яэ и мало зависит от погрешности моста постоян-
ного тока МПТ, поскольку погрешности плеча сравнения от двух
уравновешиваний вычитаются. Разность погрешностей в послед-
50
нем случае тем меньше, чем ближе номинальные значения сопро-
тивлений поверяемого магазина и эталонной катушки и, следова-
тельно, чем ближе значения сопротивлений плеча сравнения при
обоих уравновешиваниях моста.
Дифференциальный метод измерения реализуется, если в
качестве эталонного средства измерения применяются много-
значная мера сопротивления ММЭСэ и компаратор сопротивле-
ния К (рис, 2,9),
ММЭСп
ММЭС,
Рис. 2.9
Компаратор сопротивления измеряет относительную раз-
ность сопротивлений двух резисторов. В качестве компаратора К
можно воспользоваться компараторами сопротивления типа У401
с погрешностью измерения 10-3 %, типа Р346 — Ю-^ %, типа
РЗО15 — 10-4 % идр.
Метод косвенного измерения используется при измерении
действительного значения сопротивления поверяемой ММЭСП с
помощью потенциометра постоянного тока ППТ по схеме рис,
2,10, На рисунке ММЭС, — эталонная многозначная мера, П —
переключатель, X — входные зажимы ППТ.
ММЭСэ
ММЭСп
ППТ
Рис. 2.10
Косвенное измерение здесь — это определение искомого со-
противления на основании результатов прямых измерений двух
напряжений, функционально связанных с искомым сопротивле-
нием. Процедура косвенного измерения действительного значе-
ния сопротивления Лд поверяемой меры такова:
51
на поверяемой и эталонной ММЭС устанавливают равноно-
минальные значения сопротивления;
через последовательно соединенные эталонную и поверяе-
мую меру пропускают постоянный ток такой силы Д чтобы паде-
ния напряжения на них не превышали конечного значения диапа-
зона измерения потенциометра;
переключателем П подключают к потенциометру поверяе-
мую ММЭСП;
измеряют падение напряжения на поверяемой ММЭСП;
переключателем П подключают к потенциометру эталонную
ММЭСэ;
при помощи потенциометра измеряют падение напряжения
/7Э на эталонной ММЭСэ;
вычисляют действительное значение сопротивления пове-
ряемой ММЭСП по формуле
ЯД=ЯЭ(7П/(7Э.
Поскольку измерение двух напряжений производится разно-
временно, очень важно следить за неизменностью силы тока I за
время измерения.
Погрешность определения действительного значения сопро-
тивления Яд равна погрешности эталонной ММЭСэ и не зависит
от погрешности потенциометра, так как погрешности измерения
напряжений С/п и £/э вычитаются, и они равны друг другу, по-
скольку на поверяемой и эталонной ММЭС установлены равно-
номинальные значения сопротивления. Для этого необходимо,
чтобы отсчеты напряжений на потенциометре совпали хотя бы в
трех старших разрядах.
Поверка косвенным методом измерения становится более
производительной, если потенциометр имеет второй вход и вто-
рой ряд измерительных декад, как, например, потенциометр типа
Р355. Для поверки ММЭС таким методом измерений можно ис-
пользовать также компаратор напряжений, например, типа РЗООЗ,
который в принципе представляет собой потенциометр с двумя
входами,
В заключение отметим привлекательность применения циф-
ровых омметров для поверки ММЭС, Их применение позволяет
52
автоматизировать поверку ММЭС, особенно если цифровой ом-
метр имеет кодовый выход. Правда, при этом возникает проблема
коммутации поверяемых ступеней. Для решения этой проблемы
можно воспользоваться автоматическим коммутатором, описан-
ным в п. 1,3,12, Но в то же время следует учесть, что цифровые
омметры имеют такие нижние значения диапазонов измерений,
что обеспечивают поверку ММЭС с требуемой достоверностью,
начиная с сопротивления 100 Ом. Поэтому ВНИИМ им. Менде-
леева в своих специальных разъяснениях рекомендует при ком-
плектной поверке ММЭС использовать прием, применяемый при
поверке мостов постоянного тока, а именно: младшие декады
следует поверять в сочетании с первой ступенью декады 11 х 100
Ом". Например, декаду со ступенями по 10 Ом и младшие следу-
ет поверять, устанавливая на магазине сопротивления НО, 120,
130... 101,102, 103.. 100,1, 100,2, 100,3 Ом ... и т. д.
2,4.3. Условия поверки ММЭС и подготовка к ней
ММЭС поверяют в нормальных условиях, регламентирован-
ных ГОСТ 23737-79 и в изменениях № 4 от 01,01,91 к нему.
ММЭС перед поверкой выдерживают при нормальных значениях
температуры и относительной влажности в течение не менее 12
часов или времени, указанного в технической документации. Из-
мерительную цепь необходимо защитить от прямого теплового
излучения, а также от потоков нагретого или холодного воздуха.
При поверке ММЭС, сопротивление ступени старшей декады ко-
торых не менее 1 МОм, необходимо экранировать зажимы пове-
ряемой ММЭС и эталонных средств измерений. Необходимо
оценить расчетным путем силу тока, которая будет протекать че-
рез поверяемую и эталонную меры сопротивления при поверке, и
электрическое напряжение на них. Они не должны превышать
нормированных значений.
2.4.4. Проведение поверки ММЭС
Внешний осмотр ММЭС
При внешнем осмотре ММЭС следует убедиться в том, что:
прилагаются паспорт, техническое описание и свидетельство
о предыдущей поверке или аттестат;
не повреждено поверительное клеймо;
надежно закреплены электрические соединители;
53
состояние переключателей удовлетворительное, отсутствуют
механические повреждения;
маркировка четкая и полная;
отсутствуют посторонние предметы внутри корпуса.
Определение сопротивления изоляции ММЭС
Сопротивление изоляции измеряют при постоянном напря-
жении не менее (500 ± 100) В. Сопротивление изоляции считает-
ся удовлетворительным, если оно не меньше значения, равного
104г/с, где г — сопротивление одной ступени старшей декады
ММЭС, Ом; с — постоянная, соответствующая его классу точно-
сти. Оно должно быть не менее 100 МОм или устанавливаться в
ТУ на ММЭС конкретного типа, имеющие специальное устрой-
ство для уменьшения влияния токов утечки.
Опробование ММЭС
При опробовании проверяют неисправность переключателей
и других коммутирующих устройств.
Определение среднего значения начального сопротивления
ММЭС и вариации начального сопротивления
Эту операцию выполняют в следующем порядке:
устанавливают все декадные переключатели в нулевые по-
ложения;
измеряют начальное сопротивление /?0;
прокручивают несколько раз все декадные переключатели и,
установив их в нулевые положения, повторяют измерение на-
чального сопротивления всего четыре раза;
вычисляют среднее арифметическое значение /?Оср начально-
го сопротивления из результатов четырех измерений;
вычисляют вариацию начального сопротивления А2?о как
разность между максимальным и минимальным ^Омин ре-
зультатами измерения по формуле
АЯО = —
и имакс имин
Полученные значения начального сопротивления и его ва-
риации не должны превышать допускаемых значений для кон-
54
кретного типа ММЭС. При этом вариация начального сопротив-
ления не должна превышать половины значения сопротивления
ступени младшей декады. Результаты измерений записывают в
протокол поверки ММЭС (приложение 5 в МИ 1695).
Определение действительного значения сопротивлений
ММЭС способом комплектной поверки
Действительное значение сопротивления Яд определяют для
каждой ступени каждой декады ММЭС при нулевых значениях
сопротивлений остальных декад. Чтобы получить действительное
значение сопротивления, из результатов измерений следует вы-
честь среднее значение начального сопротивления. Такое вычи-
тание следует производить при определении действительного
значения сопротивления «младших» декад и можно не вычитать
из результатов измерения сопротивления «старших» декад. В МИ
1695 дано условие, по которому можно найти границу между
«старшими» и «младшими» декадами. Условие таково: из резуль-
татов измерении следует вычесть среднее значение начального
сопротивления, если оно нормировано и составляет более 0,2
предела допускаемой погрешности 5П поверяемого значения со-
противления Я. Это условие можно записать в виде неравенства
100/го//? < 0,25п.
Левая сторона неравенства — это относительная погреш-
ность от невычитания начального сопротивления. Если в правую
сторону неравенства подставить выражение предела допускаемой
погрешности ММЭС, то получим формулу для вычисления гра-
ничного значения сопротивления Ярр между «старшими» и
«младшими» декадами.
Для ММЭС, у которых предел допускаемой погрешности за-
дается в виде
8П = с + d(RK/R - 1), %,
например, для ММЭС типов РЗЗ, Р4831, формула получается та-
кой:
Ярр = (500Ло - dR):(c- йГ).
Для ММЭС, у которых предел допускаемой погрешности за-
дается в виде
55
<5П = а + b/R, %,
например, для ММЭС типов МСР-60 или МСР-63, формула по-
лучается такой:
^ = (500^-^)/^.
Пример. Для ММЭС типа РЗЗ с нормированным начальным
сопротивлением /?0 = 0,06 Ом и пределом допускаемой погреш-
ности
6П = 0,2 + 6x10^(99999,9/2? - 1), %
определить значение сопротивления 7?^, начиная с которого
можно не вычитать из результатов измерений начальное сопро-
тивление в силу его пренебрежимой малости.
Решение. Используя полученную выше формулу, вычисляем
/?,р = (500 х 0,06 - 6 х 10 6 х 99999.9):(0.2 - 6 х 10 ъ) = 147 Ом.
Пример. Для ММЭС типа МСР60 с нормированным началь-
ным сопротивлением /?0 = 0,018 Ом и пределом допускаемой по-
грешности
6П = 0,02 + 0Л2/Я, %
определить значение сопротивления /?гр, начиная с которого
можно не вычитать из результатов измерений начальное сопро-
тивление в силу его пренебрежимой малости.
Решение. Используя полученную выше формулу, вычисляем
= (500 х 0,018 - 0,12):0,02 =444 Ом.
Вычисленные результаты означают, что при определении
действительного значения сопротивления у ММЭС типа РЗЗ и
типа МСР60 следует вычитать начальное сопротивление из ре-
зультата измерения для ступеней декад с сопротивлением 100 и
400 Ом и менее соответственно и можно не вычитать — с сопро-
тивлением 200 и 500 Ом и более соответственно.
Основную погрешность ММЭС классов точности 0,02 и ме-
нее точных вычисляют по формуле
8 = юо(лн-/гд)//гн>
где /?н — номинальное значение сопротивления поверяемой сту-
пени.
56
Определение нестабильности ММЭС
Изменением № 4 от 01.01.91, внесенным в ГОСТ 23737-79,
для ММЭС классов точности 0,0005-0,01 основная погрешность
вычисляется по формуле
5=100(^2-^)/^
где /?Д2 — действительное значение сопротивления поверяемой
ступени, полученное при данной поверке; — действительное
значение сопротивления той же ступени, полученное при преды-
дущей поверке.
Основная погрешность этих ММЭС не должна превышать
предела допускаемой погрешности в течение любого года экс-
плуатации после первого. По существу содержание понятия «не-
стабильность» не изменилось. Следует отметить, что в своих
разъяснениях содержания МИ 1695—87 ВНИИМ им. Менделеева
предлагает формулу для определения основной погрешности за 1
год эксплуатации для ММЭС классов точности 0,0005-0,01, если
межповерочный интервал превышает 1 год:
з=юо(/гд2-/гд1)//гнх12/7,
где Т—количество месяцев между поверками.
Определение действительного значения сопротивлений
ММЭС способом поэлементной поверки
Поэлементная поверка ММЭС — это поверка, при которой ее
погрешности определяют по погрешностям отдельных ступеней
6/. Для этого производят раздельное определение действительных
значений сопротивлений каждой ступени. Затем вычисляют
относительные погрешности каждой ступени по формуле
8/ = 100(RH/ — КдгУ-Кдь
где Яш- — номинальное значение сопротивления i-й отдельной
ступени в декаде.
Относительная погрешность каждого из резисторов, входя-
щих в декаду, не должна превышать значения предела допускае-
мой погрешности для данной декады.
Если при поэлементной поверке не требуется определять по-
правки к показаниям ММЭС, то после того, как будут определе-
57
ны действительные значения сопротивлений каждой ступени,
вычисляют действительное значение сопротивления декады как
нарастающую сумму действительных значений сопротивлений
ступеней по формуле
п
7-1
где п — номер ступени, отсчитываемый по лимбу поверяемой де-
кады; — действительное значение сопротивления поверяемой
декады для номинального значения 7?н =
Относительную погрешность поверяемой декады вычисляют
по формуле
8П = 1(Ю(яЛш- —Ядп):н/?ш\
Для ММЭС, у которых предусмотрена возможность поэле-
ментной поверки, допускаемые значения погрешностей в доку-
ментации завода-изготовителя приводятся в двух вариантах: для
ММЭС в целом с указанием формы выражения погрешности и
для каждой ступени всех декад, как, например, для магазина со-
противлений Р327*
Если при поэлементной поверке требуется определить по-
правки к показаниям магазина, то обработку результатов измере-
ний производят несколько иначе. Рассмотрим это на примере че-
тырехдекадного магазина с декадами 10x1000, 10x100, 10x10 и
10x1 Ом*
1. По результатам измерений действительных значений со-
противлений ступеней вычисляют поправку в процентах для
каждой ступени по формуле
V??/ = 100(/?д/ — /?ш, %*
2* Поправку VR к показаниям поверяемой ММЭС в процен-
тах вычисляют по формуле
ю ю
io3Ev/?b +io2zvT?ffi +iozw?m,. + lv/?™
Vj? =---, %f
103«/?| + 102л/?п 4-10иЯщ
где ... — поправки к значениям сопротивлений ступе-
ней декад с 1-й по 4-ю; (nRi) ... (rc/?iv) — значения сопротивлений
58
декад с 1-й по 4-ю.
Значение поправки VZ? не должно превышать предела допус-
каемого значения основной погрешности поверяемой ММЭС,
выраженной в соответствующей конкретному типу ММЭС фор-
ме. Например, для ММЭС типа РЗЗ и Р4831 предел допускаемой
основной погрешности задается в форме
5п = ±к + ^(/?к//?-1)], %*
Способом поэлементной поверки можно поверять ММЭС,
конструкция которых позволяет осуществить подключение каж-
дой из ступеней к измерительной цепи* Для осуществления такой
поверки у ММЭС должны быть доступные потенциальные кон-
такты на каждой ступени каждой декады* Для подключения их к
измерительной цепи применяют специальную четырехзажимную
измерительную щетку, которая насаживается на ось рычажного
переключателя ММЭС*
Поэлементной поверке подвергаются, как правило, рычаж-
ные и штепсельные ММЭС с потенциальными контактами клас-
сов точности 0,0005-0,02.
Поскольку при поэлементной поверке действительные значе-
ния сопротивлений каждой декады определяют, суммируя дейст-
вительные значения сопротивлений ступеней, то начальное со-
противление включается в вычисленные значения показаний
младшей декады, имеющей нулевой отсчет, или в значение со-
противлений той декады, которая нулевого отсчета не имеет* По-
элементная поверка производится при снятых переключателях
декад, поэтому после их установки необходимо еще раз прокон-
тролировать начальное сопротивление,
2.4.5. Оформление результатов поверки ММЭС
На ММЭС, поверенные в органах Государственной метроло-
гической службы, выдают свидетельство установленной формы и
наносят оттиск поверительного клейма. Действительные значе-
ния сопротивления указывают на обратной стороне свидетельст-
ва (см. приложение 6 в МИ 1695-87).
Результаты поверки или калибровки рабочих ММЭС оформ-
ляются протоколом (приложение 5 в МИ 1695-87),
59
Глава 3. МЕРЫ ИНДУКТИВНОСТИ
И МЕРЫ ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ
XL Общие сведения о мерах индуктивности и взаимной
индуктивности
Меры индуктивности и взаимной индуктивности выпускают
в виде катушек, вариометров и магазинов.
Катушка индуктивности состоит из диэлектрического карка-
са и обмотки из медной проволоки и не содержит ферромагнит-
ных деталей. Катушка взаимной индуктивности состоит из двух
близко расположенных обмоток, уложенных либо в один паз, ли-
бо в разных пазах (рис. 3.1а).
Вариометр состоит из двух катушек, расположенных на од-
ной оси, одна из которых подвижная, другая неподвижная. В ва-
риометре взаимной индуктивности катушки не связаны гальва-
нически. Вариометр имеет две пары зажимов Взаимная индук-
тивность вариометра
М = Мт cos а,
где а — угол между плоскостями катушек, который может ме-
няться от Одо 360°; — наибольшее значение взаимной индук-
тивности.
Очевидно, что взаимная индуктивность вариометра может
быть величиной положительной или отрицательной в зависимо-
сти от угла между плоскостями катушек. Это означает, что вто-
ричное напряжение, индуктированное на зажимах второй катуш-
ки, совпадает по фазе или противоположно по фазе с напряжени-
ем, приложенным к зажимам первичной катушки. Поэтому у мер
взаимной индуктивности одноименные зажимы — зажимы, отно-
сительно которых первичное и вторичное напряжения совпадают
по фазе, — обозначают звездочками.
В вариометре индуктивности обе катушки соединяются по-
следовательно, и индуктивность вариометра
L = L[ + L2 + 2Mmeos а,
где L\ и L2 — индуктивности катушек.
Наибольшее и наименьшее значения индуктивности варио-
метра соответственно
60
Zqnax ~ + ^2 + И Lm[n — L/\ + L2 2Л£
Магазины индуктивности и взаимной индуктивности пред-
ставляют собой набор катушек индуктивности или взаимной ин-
дуктивности, объединенных в декады и снабженных переключа-
телями.
/] М
Я] «2
а
Е2 U2 171
Рис. ЗЛ
Для мер взаимной индуктивности характерна фазовая по-
грешность. Фазовая погрешность равна разности фаз напряжения
/7ь приложенного к первичной катушке, и напряжения U2 на за-
жимах вторичной катушки (рис, 3,1 а). Индуктивность и активное
сопротивление первичной катушки равны L\ и вторичной L2 и
Яг-
Рассмотрим сначала фазовую погрешность идеальной меры
взаимной индуктивности, векторная диаграмма которой построе-
на на рис. 3.16. Мера взаимной индуктивности считается идеаль-
ной, если в ней отсутствуют тепловые потери, т.е, активные со-
противления катушек равны нулю. Ток протекающий по пер-
вичной катушке, отстает от приложенного напряжения U\ на 90°,
В соответствии с законом электромагнитной индукции и прави-
лом Ленца во вторичной катушке индуцируется э.д.с., равная
Е2 = т.е. отстающая от тока /1 на 90°. Э.д.с., индуктиро-
ванная во вторичной катушке, и первичное напряжение находят-
ся в противофазе. Напряжение U2 на зажимах вторичной катуш-
ки, уравновешивающее э.д,с, Е2, противоположно по фазе с ней.
Результат: первичное 17] и вторичное U2 напряжения совпадают
по фазе, фазовая погрешность равна нулю.
Теперь рассмотрим фазовую погрешность реальной меры
взаимной индуктивности, векторная диаграмма которой показана
на рис. 3,1 в. Из-за активного сопротивления /?] ток Ц отстает от
напряжения £71 на угол, меньший, чем 90°. Поэтому угол между
61
э.д.с. Е^, индуктированной во вторичной катушке, и первичным
напряжением оказывается меньше 180°. Результат: первичное LA
и вторичное Ui напряжения не совпадают по фазе, фазовая по-
грешность равна X,
Мы рассмотрели фазовую погрешность меры взаимной ин-
дуктивности в режиме холостого хода, когда ток во вторичной
катушке отсутствует. В случае, когда вторичная катушка нагру-
жена током, на значение фазовой погрешности влияет активное
сопротивление /?? также и вторичной катушки.
Меры индуктивности и взаимной индуктивности применяют-
ся в качестве элементов измерительных схем переменного тока в
широком диапазоне частоты от 20 Гц до 30 МГц. При высоких
частотах становится заметным влияние поверхностного эффекта
и вихревых токов на активные и реактивные параметры мер, сле-
довательно, и на их метрологические характеристики. Для ослаб-
ления поверхностного эффекта в обмотках катушек применяют
многожильный провод. Для ослабления влияния вихревых токов
каркас и зажимы катушек делают из материала с большим удель-
ным сопротивлением, малых размеров, зажимы располагают в
местах с наименьшей плотностью магнитного потока. Чтобы на-
чальные индуктивность и взаимная индуктивность мер получи-
лись наименьшими, каркасы и зажимы катушек делают из немаг-
нитных материалов с магнитной проницаемостью, равной едини-
це (фарфор, керамика, кварцевое стекло, пластмассы и т.п.). По-
скольку при протекании тока по обмоткам катушки неизбежно
нагреваются, меняются параметры и метрологические характери-
стики мер, то приходится ограничивать значение тока в них зада-
нием их допускаемого значения.
3.2, Характеристики меры индуктивности
В соответствии со стандартом ГОСТ 21175-75 «Меры индук-
тивности. Общие технические условия» у мер индуктивности
нормируют следующие характеристики:
номинальное значение индуктивности;
класс точности;
предел допускаемой основной погрешности;
начальную индуктивность;
нормальную частоту или область частот;
62
максимальный ток;
максимальное рабочее напряжение;
сопротивление постоянному току;
сопротивление изоляции.
Номинальное значение индуктивности
Номинальное значение индуктивности LH для катушек выби-
рают из значений £н = а х 10м, Гн, в котором число а выбирают
из ряда 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10, а показатель степени п — из ря-
да 3; 2; 1; 0; -1; -2; -3; -4; -5; -6; -7; -8; -9, Наибольшее значе-
ние индуктивности £тах вариометров и декад магазинов с плав-
ным изменением индуктивности должно быть не менее рассчи-
танного по формуле
£тах = (1 + 0,02Я)£ х 10м, Гн,
где К — класс точности меры; b — одно из чисел ряда 1; 1,5; 2; 3;
5; п — показатель степени из ряда -2; -3; -4; -5; -6; —7; —8. Но-
минальное значение индуктивности, в генри, каждой декады ма-
газина со ступенчатым регулированием индуктивности устанав-
ливается равным 10 х 10м или 9 х 10м, где п = 3; 2; 1; 0; —1; —2;
-3; -4; -5; -6; -7 или -8.
Класс точности
Меры индуктивности выпускаются следующих классов точ-
ности: 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2; 5. Классы точности 2 и 5
устанавливаются только для мер с номинальными значениями от
1 X 10"6до 1 X 10"9Гн.
Предел допускаемой основной погрешности
Погрешность мер индуктивности нормируется в форме отно-
сительной погрешности 5L в процентах от номинального значе-
ния меры. Предел допускаемой основной погрешности определя-
ется следующими формулами:
для катушек индуктивности
для вариометров
для магазинов индуктивности
где К — класс точности; £тах — наибольшее значение индуктив-
ности вариометра; Lmin — номинальное значение индуктивности
одной ступени младшей декады магазина; — номинальное
значение установленной на вариометре или магазине индуктив-
8Ln = ±K;
8LW = i A^£max/L;
8Lh = + £(1 +
63
ности; tn — число декад магазина индуктивности.
Начальная индуктивность
Начальная индуктивность Lo, в генри, вариометров и магази-
нов не должна превышать значения, определяемого неравенством
для вариометров LQ < 0,15Lmax;
для магазинов индуктивности Lo < 0,15тЛП1£п.
Нормальная частота или область частот
Катушкам, вариометрам и магазинам индуктивности уста-
навливается нормальная частота или нормальная область частот.
Они выбираются в диапазоне до 20 кГц. Для поверки мер индук-
тивности назначаются фиксированные частоты в диапазоне до 30
Мгц. Значения частот или области частот устанавливаются в тех-
нических условиях на меры индуктивности конкретного типа.
Максимальный ток
Максимальный ток в обмотке катушек, вариометров, магази-
нов индуктивности или отдельных декад магазинов назначается
равным одному из значений ряда а х 10й, в амперах, где а = 1; 2;
3; 4; 5; 8; 9 или 10, а показатель степени и = 0; -1; -2 или—3.
Максимальное рабочее напряжение
Максимальное рабочее напряжение, подводимое к обмотке
катушек, вариометров, магазинов индуктивности или отдельных
декад магазинов, назначается равным а х 10”, где а = 1; 2; 3; 4; 5
или 8, а показатель степени п = 3; 2; 1; 0; -1; -2; -3 или -4.
Сопротивлению постоянному току
Сопротивление обмотки меры индуктивности постоянному
току указывается в технических условиях на меры конкретного
типа.
Сопротивление изоляции
Сопротивление изоляции между изолированной электриче-
ской цепью и корпусом меры индуктивности должно быть не ме-
нее 100 МОм.
33« Характеристики меры взаимной индуктивности
В соответствии со стандартом ГОСТ 20798—75 «Меры взаим-
ной индуктивности. Общие технические условия» у мер взаим-
ной индуктивности нормируют следующие характеристики:
номинальное значение меры взаимной индуктивности;
64
класс точности;
предел допускаемой основной погрешности;
фазовую погрешность;
начальную взаимную индуктивность;
нормальную частоту или область частот;
максимальный ток;
максимальное рабочее напряжение;
сопротивление изоляции.
Номинальное значение меры взаимной индуктивности
Номинальное значение меры взаимной индуктивности Мн, в
генри, равно одному из чисел ряда а х 10й, где а = 1; 2; 3; 5; 9
или 10, а показатель степени п = 0; — 1; -2; —3; —5; -6; -7; -8 или
-9.
Наибольшее значение взаимной индуктивности Л/тах варио-
метров и декад магазинов с плавным изменением взаимной ин-
дуктивности должно быть не менее значения, вычисляемого по
формуле
А/тах = (1 + 0,02/Qb X юг Гн,
где К — класс точности меры; b = 1; 1,5; 2; 3 или 5; п = -2; -3; -4;
-5; -6; -7 или -8.
Номинальное значение взаимной индуктивности, в генри, де-
кады магазина со ступенчатым изменением взаимной индуктив-
ности равно 9 х 10п или 10 х 10п, где к = 0; -1; -2; -3; -4; -5; -6;
-7 или -8.
Класс точности
Меры взаимной индуктивности выпускаются классов точно-
сти 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1; 2 или 5.
Предел допускаемой основной погрешности
Основную погрешность мер взаимной индуктивности ЗМ вы-
ражают в форме относительной погрешности в процентах от но-
минального значения взаимной индуктивности МИ меры. Предел
допускаемой основной погрешности определяется следующими
формулами:
для катушек взаимной
индуктивности 8Л7П = ± Jf;
для вариометров ЗМП = ± КМтах/М;
65
для магазинов взаимной
индуктивности 8Л/П = ± К(1 +
где К — класс точности меры; Л/тах — наибольшее значение вза-
имной индуктивности вариометра; Л/тт — номинальное значе-
ние взаимной индуктивности одной ступени младшей декады ма-
газина; т — число декад магазина.
Фазовая погрешность
Предел допускаемого значения фазовой погрешности для мер
взаимной индуктивности классов точности 0,01; 0,02; 0,05 равен
(1; 3; 5 или 10) х 10”* рад. Для мер остальных классов точности
он равен (1 или 3) х 10"3 рад.
Начальная взаимная индуктивность
Начальная взаимная индуктивность Л/о, в генри, не должна
превышать значения, определяемого неравенством Мо < 0,1Л/тах
для вариометров, и неравенством Мо < OJA/min для магазинов
взаимной индуктивности.
Нормальная частота и нормальная область частот
Мерам взаимной индуктивности устанавливают нормальную
частоту переменного тока или нормальную область частот. Рабо-
чая частота назначается в диапазоне до 20 кГц. Поверка мер вза-
имной индуктивности производится при фиксированных часто-
тах в диапазоне до 30 МГц. Нормированное значение частоты
указано в технической документации на меру конкретного типа.
Максимальный ток
Максимальный ток первичной обмотки мер взаимной индук-
тивности, в амперах, равен одному из значении а х 10 , где а
равно 1; 2; 3; 4; 5; 8 или 10, а показатель степени п = 0; -1; -2 или
-3.
Максимальное рабочее напряжении и сопротивление изоляции
Максимальное рабочее напряжение, подводимое к первичной
обмотке мер взаимной индуктивности, равно одному из значений
числа а х 10п, где а = 1; 2; 3; 4; 5 или 8, а показатель степени
п = 3; 2; 1; 0; —1; —2; —3 или -4, Сопротивление изоляции между
изолированными электрическими цепями и корпусом меры вза-
имной индуктивности, а также между ее обмотками должно быть
не менее 100 МОм.
66
3.4. Методика поверки мер индуктивности и мер взаимной
индуктивности
Поверка мер индуктивности и мер взаимной индуктивности
регламентируется документом МИ 1985-89 «Рекомендация. ГСИ.
Меры индуктивности и взаимной индуктивности. Методика по-
верки».
3,4, L Операции поверки
При периодической поверке мер индуктивности и мер взаим-
ной индуктивности выполняют следующие операции:
внешний осмотр;
определение сопротивления постоянному току;
определение действительного значения индуктивности и ак-
тивного сопротивления мер индуктивности;
определение действительного значения взаимной индуктив-
ности и фазовой погрешности мер взаимной индуктивности;
определение основной погрешности;
определение действительного значения индуктивности и вза-
имной индуктивности эталонных мер;
определение годовой нестабильности эталонных мер.
3,4.2. Средства поверки
Для выполнения операций при поверке мер индуктивности и
взаимной индуктивности используют мосты постоянного тока,
мосты переменного тока или установки на их основе. Соотноше-
ние погрешностей эталонных средств измерений и поверяемых
мер при поверке по индуктивности и взаимной индуктивности не
должно превышать 1:2 при поверке эталонных мер 1 и 2-го раз-
рядов, 1:2,5 при поверке мер 3-го разряда и 1:3 при поверке рабо-
чих мер.
Погрешность измерения активного сопротивления мер индук-
тивности не должна превышать (2 + 1//?х) % для мер классов точ-
ности 0,01, 0,02, 0,05, 0,1 и (5 + 1/ffJ % для остальных, где —
числовое значение активного сопротивления поверяемой меры,
Ом,
Погрешность измерения фазовой погрешности мер взаимной
индуктивности не должна превышать значения, указанного в
ГОСТ 20798-75.
67
3.4.3. Условия поверки и подготовка к ней
Поверка мер индуктивности и взаимной индуктивности
должна проводиться при следующих нормальных условиях:
температура окружающего воздуха (20 ± 1) °C при поверке
мер классов точности 0,01 и 0,02; (20 ± 2) °C при поверке мер
классов точности 0,05 и 0,1; (20 + 5) °C при поверке мер осталь-
ных классов точности;
влажность воздуха 30-80 %;
атмосферное давление 84-106 кПа (630-800 мм рт. ст.);
частота переменного тока нормальная или любая в нормаль-
ной области частот;
в магазине включена только поверяемая декада;
значение силы тока не более максимального;
форма кривой переменного тока синусоидальная с коэффи-
циентом искажения не более 5 %;
отсутствие внешних электрических и магнитных полей, кро-
ме поля Земли.
В указанных климатических условиях меры классов точности
0,01-0,05 выдерживают перед поверкой в течение 24 ч, а меры
остальных классов 8 ч.
Неэкранированные меры индуктивности и взаимной индук-
тивности на цилиндрических и шпулевидных каркасах при по-
верке следует располагать на расстоянии не менее 1 м от метал-
лических объектов, например, корпуса измерительного моста или
посторонних предметов.
3.4.4. Внешний осмотр
Поверяемые меры должны быть исправны, по внешнему виду
и по маркировке должны соответствовать ГОСТ 21175-75 и
20798-75.
3.4.5. Определение сопротивления постоянному току
Сопротивление постоянному току мер индуктивности и вза-
имной индуктивности измеряют при помощи мостов постоянного
тока. Для этого меру L или М подключают к мосту постоянного
тока МПТ по двухзажимной (рис. 3.2а) или четырехзажимной
схеме (рис. 3.26).
68
а б
Рис. 3.2
Двухзажимная схема применяется при измерении относи-
тельно большого сопротивления одинарным мостом, четырехза-
жимная схема — относительно малого сопротивления двойным
мостом. Схему измерения выбирают по таблице рекомендуемых
режимов, прилагаемой к мосту. При пользовании двойным мос-
том измерение проводят при двух направлениях тока питания
моста и за результат измерения принимают среднее арифметиче-
ское значение из результатов двух измерений. Это нужно делать
с целью исключить погрешность, вносимую термоконтактными
э.д.с., возникающими в схеме измерения. Используемый в этой
операции мост постоянного тока должен быть класса точности
0,2 и иметь диапазон измерений сопротивления от 0,01 до Ю4Ом.
3,4.6. Определение действительных значений
индуктивности и активного сопротивления
Действительное значение индуктивности вариометров опре-
деляют для каждой числовой отметки шкалы. Если шкала варио-
метра содержит более 30 числовых отметок, разрешается опреде-
лять действительное значение индуктивности для 30 отметок,
равномерно расположенных по шкале. Действительное значение
активного сопротивления вариометра определяют для двух отме-
ток шкалы.
Действительные значения индуктивности и активного сопро-
тивления магазинов определяют для каждого обозначенного по-
ложения декады при нулевых положениях остальных декад. У
многозначных мер индуктивности сначала измеряют начальную
индуктивность £0 при нулевых положениях всех декад магазина
и при нулевом положении отсчетного устройства на шкале ва-
риометра. Затем измеряют значение индуктивности Ц много-
значной меры и вычисляют действительное значение индуктив-
ности
69
Ьд—Ь/ Ьф,
Основную погрешность мер индуктивности вычисляют по
формуле
5 = [(£н-Лд)/Лн]х100,%,
где £н — номинальное значение индуктивности поверяемой ме-
ры.
Действительные значения индуктивности и активного сопро-
тивления однозначных и многозначных мер индуктивности опре-
деляют при помощи мостов переменного тока одним из методов,
описанных далее.
3.4,6,1. Метод непосредственной оценки
При измерении методом непосредственной оценки действи-
тельные значения индуктивности и активного сопротивления оп-
ределяют непосредственно по отсчетным устройствам моста. Из-
мерения проводят при помощи мостов переменного тока типа:
Р5016 — для мер индуктивности классов точности 0,2, 0,5 и
1,0. Диапазон измерения индуктивности 14 0^-14 О-2 Гн, актив-
ного сопротивления 1-140б Ом; нормальная область частот 103,
5 4 О3, 10+ Гц. При частоте 103 Гц относительная погрешность из-
мерения индуктивности не более (0,05-2) %, активного сопро-
тивления не более (1-5) % ;
Р5083 — для мер индуктивности классов точности 0,1 и 0,2.
Диапазон измерения индуктивности 1 10”l0-l 104 Гн, активного
сопротивления 14О"5-14О10 Ом; область рабочих частот 0,1-100
кГц. При частоте 1 кГц относительная погрешность измерения
индуктивности не более (0,02—5) %, активного сопротивления не
более (0,02-0,5) %;
Р571 — для мер индуктивности классов точности 0,5 и 1,0,
Диапазон измерения индуктивности 110-6-! 103 Гн, добротности
1-200; нормальная область частот 40-104 Гц. При частоте 1 кГц
относительная погрешность измерения индуктивности не более
(0,5 + 4,5/£Л) % для Lx = (1 - 100) мкГн, не более (0,1 + 3,3/Lj %
для Lx = 100 мкГн — 10 Гн, не более 0,5 % для Lx = (10 - 1000)
Гн, где Lx — числовое значение измеряемой индуктивности,
мкГн. Относительная погрешность измерения добротности Q не
70
более (0,05Q + 5) % .
3.4.6.2, Метод двух уравновешиваний
Метод двух уравновешиваний — по сути, метод замещения
— предпочтителен при поверке мер малой индуктивности, так
как позволяет исключить из результатов измерений индуктив-
ность и активное сопротивление соединительных проводов.
Электрическая схема метода показана на рис. 3.3, где МУ — мос-
товая установка переменного тока; Lx и /?Л — индуктивность и ак-
тивное сопротивление поверяемой меры; /п и гп — индуктивность
и активное сопротивление соединительных проводов; /3 и г3 —
индуктивность и активное сопротивление замещающего элемен-
та.
Рис. 3.3
Для измерения используют установки типов УМИЕ-1 или
РМ5О5. Установка типа УМИЕ-1 применяется для поверки мер
индуктивности классов точности 0,01, 0,02, 0,05 и 0,1. Диапазон
измерения индуктивности 110-6—10 Гн, активного сопротивления
0,1—5 4 О3 Ом. Нормальная область частот 20-24О4 Гц, При часто-
те 1 кГц относительная погрешность измерения индуктивности
методом двух уравновешиваний не более (0,001 + 0,05/LJ % и
активного сопротивления не более (0,1 + 1/7?Л) %, где Lx — значе-
ние измеряемой индуктивности, мкГн; Rx — значение измеряемо-
го сопротивления, Ом,
Установка типа РМ505 применяется для поверки мер индук-
тивности классов точности 0,05, 0,1, 0,2 и 0,5. Диапазон измере-
ния индуктивности l lO^-lO Гн, активного сопротивления 0,1-
104 Ом, Нормальная область частот 40—105 Гц. При частоте 1 кГц
относительная погрешность измерения индуктивности методом
двух уравновешиваний не более (0,02 + 0,1/LX) % и активного со-
71
противления не более (0,5 + 1 !RX) %.
Первое уравновешивание моста проводят, подключив к нему
поверяемую меру индуктивности двумя соединительными прово-
дами.
После этого, отключив меру индуктивности, подключают к
мосту замещающий элемент с известной индуктивностью /3 и из-
вестным активным сопротивлением г3, не изменяя! конфигура-
цию соединительных проводов, и проводят второе уравновеши-
вание моста. Уравновешивание моста проводят, регулируя сопро-
тивление его плеча сравнения /?[ при неизменных сопротивлени-
ях плеч отношений.
В результате первого уравновешивания получают число
состоящее из суммы индуктивностей поверяемой меры и соеди-
нительных проводов, и число Вх, состоящее из разности активных
сопротивлений плеча сравнения, поверяемой меры и соедини-
тельных проводов, а именно:
= Lx + 1п и Вх = /?] — — гп.
В результате второго уравновешивания получают число
состоящее из суммы индуктивностей замещающего элемента и
соединительных проводов, и число B3i состоящее из разности ак-
тивных сопротивлений плеча сравнения, замещающего элемента
и соединительных проводов, а именно:
Л3 = ?з + /П и — гп.
Решив попарно равенства, полученные при первом и втором
уравновешиваниях, приходим к формулам, по которым вычисля-
ют действительные значения индуктивности и активного сопро-
тивления поверяемой меры:
Lx = Ax-A3 + l3 и Rx = B3-Bx + i^
72
В качестве замещающего элемента применяют резисторы ти-
па С2-29В, либо прямоугольные петли из манганинового провода
(рис. 3.4), либо перемычку специальной формы (рис, 3.5). В лю-
бом случае индуктивность и активное сопротивление замещаю-
щего элемента должны быть известны, причем индуктивность не
должна превышать значения 2*10-7 Гн, а активное сопротивление
может отличаться от активного сопротивления меры не более чем
на 0,5 Ом.
Рис. 3.4
Рис. 3.5
Индуктивность прямоугольной петли вычисляют по формуле
к —
где ц0 = 4я‘1О"7 Гн/м — магнитная постоянная; I] — длина петли,
м; I2 — длина соединительных проводов, м; d\ — диаметр прово-
да петли, м; d? — диаметр соединительного провода, м; а — рас-
стояние между проводами петли, м.
Индуктивность перемычки вычисляют по формуле
I = -t—
3 2п
21 П
Ь + с + 2 J’
где I — длина перемычки между зажимами, м; b — ширина пере-
мычки, м; с — толщина перемычки, м.
3.4.7. Определение действительного значения взаимной
индуктивности и фазовой погрешности
Действительное значение взаимной индуктивности варио-
метров определяют для каждой числовой отметки шкалы. Если
шкала вариометра содержит более 30 числовых отметок, то до-
пускается определять действительное значение взаимной индук-
тивности для 30 отметок, равномерно расположенных по шкале.
73
Фазовую погрешность вариометров определяют не менее чем на
двух числовых отметках шкалы.
Действительное значение взаимной индуктивности магази-
нов взаимной индуктивности определяют для каждого обозна-
ченного положения декады при нулевых положениях других де-
кад- Фазовую погрешность определяют не менее чем на двух сту-
пенях каждой декады магазина,
У многозначных мер взаимной индуктивности сначала изме-
ряют начальную взаимную индуктивность при нулевых по-
ложения всех декад у магазина и при нулевом положении отсчет-
ного устройства на шкале вариометра. Затем измеряют значение
взаимной индуктивности Mj многозначной меры и вычисляют
действительное значение взаимной индуктивности по формуле
Мд = Mi —м&
Основную погрешность рабочих мер индуктивности в про-
центах вычисляют по формуле
6 = [(Мн - Мд)/Мн]х100, %,
где Мн — номинальное значение взаимной индуктивности пове-
ряемой меры.
Действительные значения взаимной индуктивности и фазо-
вой погрешности однозначных и многозначных мер взаимной
индуктивности определяют при помощи мостов переменного то-
ка одним из методов, приведенных ниже.
3.4.7J. Метод двух уравновешиваний
Измерения проводят на мостовой установке переменного то-
ка типа У5059, у которой диапазон измерения взаимной индук-
тивности 110"6-071 Гн, диапазон измерения фазовой погрешно-
сти 5 Ю-4^ 10"1 рад, диапазон рабочих частот 50-5 Л О4 Гц, При
частоте 1 кГц относительная погрешность измерения взаимной
индуктивности не более (0,01 + 1/Мх) %, где Мх — значение из-
меряемой взаимной индуктивности в мкГн, При частоте 1 кГц аб-
солютная погрешность измерения фазовой погрешности не более
(0,01<px + ЗЮ-4) рад, где <рх — значение измеряемой фазовой по-
грешности в радианах.
Процедура измерения такова. При первом уравновешивании
74
включены обе обмотки меры взаимной индуктивности. При вто-
ром уравновешивании одна из обмоток меры отключена. Мост
уравновешивают регулировочными элементами плеч моста. Ре-
зультат измерения взаимной индуктивности и фазовой погрешно-
сти вычисляют по формулам, приведенным в документации на
установку.
3.4.7.2. Метод измерения индуктивности согласно
и встречно соединенных обмоток меры взаимной
индукт ивност и
Метод состоит в том, что дважды измеряют индуктивность
поверяемой меры: один раз при согласно соединенных обмотках
меры взаимной индуктивности (рис, 3,6), второй раз при встречно
соединенных обмотках (рис. 3,7),
* L\ * L? * Lj Li *
Рис. 3.6
Рис. 3.7
Затем по результатам этих измерений вычисляют взаимную
индуктивность. Один из зажимов каждой обмотки меры взаим-
ной индуктивности обозначают «звездочкой» и называют их од-
ноименными. При одинаковом направлении токов по отношению
к одноименным зажимам магнитные потоки направлены одина-
ково, то есть «согласно». Их общий магнитный поток равен сум-
ме двух магнитных потоков. Поэтому общая индуктивность двух
последовательно согласно соединенных обмоток
^согл — ^1 + ^2+ 2М,
где М— взаимная индуктивность между обмотками.
При неодинаковом направлении токов по отношению к од-
ноименным зажимам магнитные потоки в обмотках направлены
противоположно, то есть «встречно». Их общий магнитный поток
равен разности двух магнитных потоков. Поэтому общая индук-
тивность двух последовательно встречно соединенных обмоток
iqiCTp — L] + Lq 2Л/.
75
Из совместного решения двух равенств получаем формулу
для вычисления взаимной индуктивности:
Af = (Lcorj] — Lficrp): 4.
Значение индуктивности при согласном и встречном включе-
ниях измеряют при помощи мостов переменного тока одним из
методов, описанных в п. ЗА6.
Рассмотренный метод измерения взаимной индуктивности
имеет ограничения и применяется :
для мер взаимной индуктивности классов точности 0,5, 1,0,
2,0 и 5,0;
в диапазоне частот до 1 кГц;
для мер взаимной индуктивности с коэффициентом индук-
тивной связи не более 0,5,
Коэффициентом индуктивной связи к называют безразмер-
ную величину, определяемую по формуле
k=M
3.4.8. Определение действительного значения
индуктивности и взаимной индуктивности эталонных мер
Действительные значения индуктивности и взаимной индук-
тивности эталонных мер определяют теми же методами, которы-
ми определяют аналогичные характеристики рабочих мер и кото-
рые были рассмотрены выше. Отличие состоит в формуле вычис-
ления погрешности эталонных мер.
Относительную погрешность эталонных мер индуктивности
и взаимной индуктивности вычисляют по формуле
^Огн = лМх + *
где 5Х — относительная погрешность измерения индуктивности
или взаимной индуктивности поверяемой эталонной меры на со-
ответствующей измерительной установке; vo — относительная
нестабильность поверяемой эталлонной меры, способ определе-
ния которой рассматривается далее.
Пределы допускаемых значений погрешностей эталонных
мер индуктивности и эталонных мер взаимной индуктивности
76
приводятся соответственно в табл* 2 и 3 МИ 1985—89-
3.4.9. Определение годовой нестабильности
Эта операция выполняется лишь для эталонных мер индук-
тивности и взаимной индуктивности. Операция состоит в сравне-
нии действительных значений индуктивности и взаимной индук-
тивности, полученных при данной и Л/д? и предыдущей £д] и
Л/д] поверках на частоте 1 кГц или на частоте, указанной в ТУ на
меры.
Относительную нестабильность вычисляют по формулам
i/0 = 1 00х(£д2 - Лд] )/LHt %; i/o = 100х(Л/Д2 - Л/д1)/Л/ю %*
Нестабильность должна быть:
не более 0,7 относительной погрешности для эталонных мер
1-го разряда;
не более 0,5 относительной погрешности для эталонных мер
2-го и 3-го разрядов.
Годовая нестабильность служит основанием для подтвер-
ждения разряда эталонной меры индуктивности и взаимной ин-
дуктивности.
ЗА Оформление результатов поверки
На меры индуктивности и взаимной индуктивности, прове-
ренные в органах Госстандарта РФ и признанные годными, ста-
вят клеймо и выдают свидетельство установленной формы. На
обратной стороне свидетельства необходимо указать:
частоту переменного тока, температуру окружающей среды;
для эталонных мер — действительные значения индуктивно-
сти (взаимной индуктивности) и погрешность, установленную
при поверке, а также действительное значение активного сопро-
тивления (фазовой погрешности);
для вариометров — действительное значение индуктивности
(взаимной индуктивности) для каждой поверяемой отметки шка-
лы и действительное значение начальной индуктивности (взаим-
ной индуктивности), а также действительное значение активного
сопротивления (фазовой погрешности) для двух отметок шкалы;
для магазинов — действительные значения индуктивности
(взаимной индуктивности) для каждой ступени всех декад с ука-
77
занием погрешности, установленной при поверке, действитель-
ное значение начальной индуктивности (взаимной индуктивно-
сти) , а также действительные значения активного сопротивления
(фазовой погрешности);
срок действия свидетельства;
дату поверки-
Результаты периодической ведомственной поверки оформ-
ляют документами, составленными ведомственной метрологиче-
ской службой, и ставят или гасят клеймо.
Меру индуктивности и взаимной индуктивности можно пе-
ревести в класс точности, соответствующий действительному
значению индуктивности и взаимной индуктивности по ГОСТ
21175-75 и ГОСТ 20798-75, если по результатам периодической
поверки действительное значение не соответствует значению,
предусмотренному присвоенным классом точности.
Глава 4. МЕРЫ ЕМКОСТИ
4Л. Общие сведения о мерах емкости
Меры емкости выпускаются в виде конденсаторов постоян-
ной емкости — однозначные меры, в виде конденсаторов пере-
менной емкости с плавным регулированием емкости и магазинов
емкости со ступенчатым регулированием емкости — многознач-
ные меры. В качестве диэлектрика применяются воздух, слюда,
керамика или полимерная пленка. Конденсаторы с воздушным ди-
электриком имеют наименьшую емкость, с полимерным — наи-
большую. Но любой диэлектрик не является идеальным и облада-
ет некоторыми проводящими свойствами. Поэтому при протека-
нии тока через конденсатор в диэлектрике наблюдаются потери
энергии, проявляющиеся в его нагревании. В соответствии с этим
фактом схема замещения конденсатора содержит два элемента:
емкость С и активное сопротивление /?. В зависимости от способа
их соединения конденсатор можно представить параллельной
схемой замещения (рис. 4.1) или последовательной схемой заме-
щения (рис. 4.2). На схемах и векторных диаграммах показаны
входное напряжение U и входной ток I конденсатора, угол фазово-
го сдвига между ними ср и угол 5, дополняющий угол фазового
сдвига до 90° и называемый углом диэлектрических потерь.
78
Рис, 4.1
Такое название обусловлено тем, что угол 8 тем больше, чем
больше потери энергии в конденсаторе. В идеальном конденсато-
ре потери энергии отсутствуют и угол 5 равен нулю. В парал-
лельной схеме замещения входной ток конденсатора I разделяет-
ся на емкостную составляющую /с, которая опережает входное
напряжение V на 90°, и на активную составляющую которая
совпадает по фазе с напряжением и которая обуславливает поте-
ри в диэлектрике. Количественной характеристикой проводящих
качеств диэлектрика является тангенс угла диэлектрических по-
терь, вычисляемый из векторной диаграммы на рис. 4.1,
В последовательной схеме замещения входное напряжение U
разделяется на емкостную составляющую (7О которая отстает от
входного тока конденсатора I на 90% и на активную составляю-
щую Ur9 которая совпадает по фазе с входным током и которая
обуславливает потери в диэлектрике. Тангенс угла диэлектриче-
ских потерь, вычисляемый из векторной диаграммы на рис. 4,2,
tg 8 = UR/UC = <&CR.
Тангенс угла диэлектрических потерь мер емкости зависит от
частоты. Поэтому для мер емкости указывают нормальную час-
тоту или нормальную область частот переменного напряжения,
подводимого к мерам, а поверка их производится при фиксиро-
ванной частоте.
Многозначные меры емкости имеют начальную емкость, ко-
торая обуславливается распределенными емкостями, сущест-
вующими в схеме меры. Начальная емкость определяется как ем-
кость меры на его входных зажимах при нулевых положениях
всех переключателей.
79
4.2. Характеристики мер электрической емкости
В соответствии со стандартом ГОСТ 6746—94 «Меры емко-
сти. Общие технические условия» нормируют следующие харак-
теристики мер электрической емкости:
номинальное значение емкости;
класс точности;
предел допускаемой основной погрешности;
значение тангенса угла диэлектрических потерь;
начальную емкость;
нормальную частоту и область частот;
максимальное значение напряжения.
Номинальное значение емкости
Номинальное значение емкости Сном конденсаторов посто-
янной емкости равно одному из значений, задаваемых числом
ах 10й, пФ, где а равно 1; 2; 3; 4; 5; 9 или 10, а показатель степени
п = -4; -3; -2; -1; 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 или 11. Для высоко-
вольтных конденсаторов а равно 1,0; 1,1; 1,5; 2,0; 5,0; 7,0; 8,0; 9,0
или 10,0, а н = 1; 2 или 3. Для декад магазина емкости а равно 9;
10 или 11, а п = -3;-2;-1; 0; 1; 2; 3; 4; 5; 6; 7; 8; 9; 10 или 11.
Наибольшее значение емкости конденсаторов переменной
емкости и декад магазинов емкости с плавным изменением емко-
сти должно быть не меньше числа 1,02ах10й, пФ, где а равно 1,0;
1,1; 1,2; 1,5; 2,0; 3,0; 5,0 или 6,0, а показатель степени п = -3; -2;
-1; 0; 1; 2 или 3-
Класс точности
Класс точности К конденсаторов постоянной и переменной
емкости устанавливают соответствующим одному из чисел ряда
0,002; 0,005; 0,01; 0,02; 0,05; 0,1; 0,2; 0,25; 0,5; 1; 2; 5.
Класс точности магазинов емкости выражают одним из двух
способов:
1) числом с, если для декад магазина емкости установлен
одинаковый класс точности. Значения числа с выбирают из того
же ряда, что и класс точности;
2) совокупностью чисел с и d, разделенных косой чертой: dd.
Значение числа d выбирают из табл. 1 ГОСТ 6746-94.
Декады с номинальным значением емкости более 10x106 пФ
могут иметь классы точности, отличные от класса точности ос-
80
тальных декад.
Таблица 1 ГОСТ 6746-94
Число с Число d
0,002 гхю-5
0,005 5х10“5
0,01 1Х10-4
0,02 2x10^
0,05; ОД; 0,2; 0,250,5; 1; 2; 5 5x10^
Предел допускаемой основной погрешности
Основная погрешность 8 мер емкости нормируется в форме
относительной погрешности в процентах от номинального значе-
ния емкости меры Сном. Предел допускаемой основной погреш-
ности бп меры емкости устанавливают:
для конденсаторов постоянной емкости и отдельных декад
магазинов емкости 8П = ± К;
для конденсаторов переменной емкости 8П = ± КС/Стм;
для магазинов емкости 8П = ± [с + J(C/CHOM - 1)],
где С — наибольшее значение емкости конденсатора переменной
емкости или магазина емкости.
Значение тангенса угла диэлектрических потерь
Предельно допускаемое значение тангенса угла диэлектриче-
ских потерь выбирают из ряда:
для мер с воздушным диэлектриком (1; 2; 3; 4; 5; 10; 20)х10"5;
для мер со слюдяным диэлектриком (1; 2; 3; 10; 20; 50)хЮ-4;
для мер с пленочным, керамическим и т.п. диэлектриком (5;
10; 20; 50; 100; 200; 500)х10Л
Начальная емкость
Начальная емкость Со, пФ, при подсоединении экрана к низ-
копотенциальному выводу меры не должна превышать значения,
определяемого формулой:
для конденсаторов переменной емкости и однодекадных ма-
газинов Со = 0,1 С + 10;
для многодекадных магазинов емкости Со = 55m, где т —
число декад магазина.
Нормальная частота или область частот
Для мер электрической емкости устанавливают нормальную
частоту или нормальную область частот переменного напряже-
81
ния, подводимого к мерам, значения которой лежат в диапазоне
от 40 до 1000 Гц. Для поверки мер емкости назначают фиксиро-
ванные частоты из этого же диапазона. Значения нормальной
частоты или области частот указывают в технических условиях
на меру конкретного типа.
Наибольшее значение напряжения
Наибольшее значение переменного напряжения, подводимо-
го к мерам электрической емкости, выбирают из ряда чисел
ах10п, В, где а равно 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5; 4,0; 5,0; 6,0; 7,0; 8,0
или 9,0, а показатель степени п = 0; 1; 2 или 3.
Наибольшее значение переменного напряжения, подводимо-
го к высоковольтным конденсаторам, выбирают из ряда (1,0; 2,0;
5,0; 10; 25; 50; 100)х10*В.
4.3. Методика поверки мер электрической емкости
Поверка мер электрической емкости регламентируется стан-
дартом ГОСТ 8.255-2003 «Меры электрической емкости. Мето-
дика поверки».
4.3.1. Операции поверки мер емкости
При периодической поверке мер электрической емкости вы-
полняют следующие операции:
внешний осмотр;
определение действительных значений емкости и тангенса
угла диэлектрических потерь;
определение вариации показаний эталонных конденсаторов
переменной емкости;
определение начальной емкости многозначных мер;
определение основной погрешности рабочих мер емкости;
определение годовой нестабильности эталонных мер;
определение относительной погрешности действительного
значения емкости эталонных мер;
определение действительного значения емкости конденса-
торных подставок с двухзажимной схемой включения.
4.3.2. Средства поверки мер емкости
Для выполнения операций при поверке мер емкости исполь-
зуют мосты переменного тока или установки на их основе, про-
82
шедшие метрологическую аттестацию в органах Государствен-
ной или ведомственной метрологической службы. Но во всех
случаях соотношение погрешностей эталонных средств измере-
ний и поверяемых мер при поверке по емкости не должно пре-
вышать значений, указанных в табл. 4.1, и при поверке по танген-
су угла диэлектрических потерь — в табл. 4.2.
Таблица 4.1
Поверяемые меры Рабочие Класс точности, разряд 0,005; 0,01; 0,02; 0,05 0,1; 0,2 0,5; 1,0 Соотношение погрешностей 1:2 1:3 1:5
Эталонные 1; 2 3 1:2 1:2,5
Таблица 4.2
Поверяемые меры Значение tgS Соотношение погрешностей
Рабочие менее 1КГ* от 110'4 до 510”3 более 54 0“3 1:1 1:2 1:3
Эталонные до 2 10^* более 24 О’4 2:3 1:3
Можно применять и вновь разработанные средства поверки,
но после их метрологической аттестации в органах Государст-
венной или с их разрешения в органах ведомственной метрологи-
ческих служб.
43.3. Условия поверки мер емкости и подготовка к ней
Меры емкости поверяют при нормальных условиях. Причем
при поверке эталонных мер с погрешностью действительного
значения емкости не более 0,02 % температура окружающей сре-
ды должна быть (20 ± 1) °C, от 0,03 до 0,1 % — (20 ± 2) °C и бо-
лее 0,1 % —(20 ±5) °C.
Меры со значением емкости не более 100 мкФ, имеющие
нормальную область частот с верхним пределом более 5 кГц, по-
веряют по емкости и тангенсу угла диэлектрических потерь при
частоте 1 кГц, остальные меры емкости — при частоте 40—60 Гц.
Меры емкости указанных ниже классов точности и разрядов
перед поверкой следует выдержать в нормальных условия в тече-
83
ние:
24 ч — меры классов точности 0,005-0,05 и эталонные 1-го,
2-го и 3-го разрядов,
8 ч — меры классов точности ОД-1 Д
Меры емкости, которые полагается включать в электриче-
скую цепь при помощи подставок, следует поверять с примене-
нием подставки соответствующего типа. Эталонные и рабочие
меры классов точности 0,002-0,05 со значением емкости до 100
пФ, имеющие двухзажимную схему включения, следует поверять
с тем экземпляром подставки, с которым мера в дальнейшем бу-
дет применяться.
43.4. Внешний осмотр
При внешнем осмотре проверяют соответствие меры емкости
требованиям ГОСТ 6746-75 по внешнему виду, маркировке, ком-
плектности, отсутствию механических повреждений, чистоте
контактов переключателей у магазинов, исправности устройств
вращения подвижной части у конденсаторов переменной емко-
сти.
433. Определение действительного значения емкости
и тангенса угла потерь конденсаторов постоянной емкости
Измерения проводят при помощи мостов переменного тока
типа:
МС-0570, у которого диапазон измерения емкости 10”5-10б
Ф, тангенса угла диэлектрических потерь 10"5-1; нормальная об-
ласть частот 0,4-20 кГц. При частоте 1 кГц относительная по-
грешность измерения емкости не более 0,01 %, абсолютная по-
грешность измерения тангенса угла потерь не более (0,01 tg 5 +
+ 240’5);
Р5016, у которого диапазон измерения емкости 10"2-108 пФ и
тангенса угла потерь 10^-1; нормальные частоты 1, 5, 10, 50 кГц.
При частоте 1 кГц относительная погрешность измерения емко-
сти не более (0,02-0,2) %, абсолютная погрешность измерения
тангенса угла потерь не более (0,01 tg 3 + 2-10”4);
У592, диапазон измерения емкости 1-106 пФ; нормальные
частоты 500, 1000, 4800 Гц; относительная погрешность по емко-
сти не более (0,02 + б + 10/СД %, где — значение измеряемой
емкости, пФ; 5 — погрешность эталонной меры в %;
84
Е7-8, диапазон измерения емкости 10 2—108 пФ, тангенса угла
потерь МО"4-1; нормальная частота 1 кГц; погрешность измере-
ния емкости не более (ОД-ОД 5), %, погрешность измерения тан-
генса угла потерь не более (0,005 tg 5 + 5-10”4);
Р571, диапазон измерения емкости 10-109пФ, тангенса угла
потерь 10-3-2; нормальная область частот 40-5-103 Гц; погреш-
ность измерения емкости не более (ОД + 1/CJ, %, тангенса угла
потерь не более (0,05 tg 3 + 5' 10"4).
Измерения производят одним из методов: методом непосред-
ственной оценки, методом замещения, методом многократного
замещения.
Метод непосредственной оценки
Метод непосредственной оценки является наиболее простым
и производительным методом измерения. Недостаток метода —
его сравнительно невысокая точность. Поэтому такой метод при-
меняется для поверки рабочих мер емкости классов точности
0,02—1,0 и эталонных мер 2-го и 3-го разрядов.
Действительные значения емкости и тангенса угла потерь
определяют непосредственно по отсчетным устройствам моста.
Метод замещения
Измерение методом замещения позволяет устранить влияние
погрешности измерительного моста на результат измерения и тем
повысить точность измерения. Этот метод применяют для повер-
ки рабочих мер емкости классов точности 0,005-0,2 и эталонных
мер 1-го, 2-го и 3-го разрядов. Для измерения используют мосто-
вую установку типа УМЕ-10А, у которой диапазон измерения
емкости 1—108 пФ и тангенса угла потерь ЗЛ0“5-0Д; нормальная
область частот 40-105 Гц. При частоте 1 кГц погрешность изме-
рения емкости не более (0,001-0,1), %, погрешность измерения
тангенса угла потерь не более (0,01 tg 5 + 5-10"5).
Для измерения необходимы эталонный С3 и вспомогатель-
ный Св конденсаторы того же номинального значения, что и по-
веряемый а также конденсатор переменной емкости Сп, диа-
пазон значений которого должен перекрывать разность действи-
тельных значений емкости поверяемого и эталонного конденса-
торов. Электрическая схема поверки методом замещения показа-
на на рис. 4.3.
85
Рис. 4.3
Измерение состоит из двух уравновешиваний моста.
При первом уравновешивании переключателем П подключа-
ют к измерительному плечу моста поверяемый конденсатор Сх.
На шкале переменного конденсатора Сп устанавливают некото-
рое значение емкости (примерно в середине шкалы). В смежное
плечо моста включают вспомогательный конденсатор Св. Затем
уравновешивают мост по реактивной составляющей с помощью
конденсаторов Сп и Св, по активной составляющей — с помощью
регулируемых элементов моста, градуированных в единицах тан-
генса угла диэлектрических потерь.
При втором уравновешивании переключателем П подключа-
ют к измерительному плечу моста эталонный конденсатор
Теперь мост уравновешивают по реактивной составляющей при
помощи регулировки только конденсатора Сп? а по активной со-
ставляющей — с помощью регулируемых элементов моста, гра-
дуированных в единицах тангенса угла потерь. Емкость конден-
сатора Св должна остаться неизменной.
Действительные значения емкости и тангенса угла потерь
поверяемой меры вычисляют по формулам
Сх = Сэ + ДС и tg 8Х = tg 5Э + Д tg 5,
где Сэ, tg 5Э — действительные значения емкости и тангенса угла
потерь образцовой меры; АС — разность отсчетов по шкале кон-
денсатора переменной емкости Сп, произведенных после 2-го и
1-го уравновешиваний; Л tg б — разность аналогичных отсчетов
тангенса угла потерь.
Метод многократного замещения
Метод многократного замещения применяют в случае, если
номинальная емкость поверяемого конденсатора сильно отлича-
ется от номинальной емкости эталонного конденсатора. Так по-
веряют конденсаторы малой постоянной емкости (не более 100
86
пФ) рабочих мер классов точности 0,005-0,05 и эталонных мер
1-го, 2-го и 3-го разрядов. Суть метода в том, что искусственно
создается вспомогательная мера емкости СвЬ значение которой
равно СЛ или Сэ (большей из них). Два вспомогательных конден-
сатора СВ1 и Св2 должны быть одинакового номинального значе-
ния, равного большему номинальному значению из емкостей по-
веряемого или образцового конденсатора.
Рассмотрим измерение таким методом для случая СЛ > Сэ,
Электрическая схема поверки представлена на рис. 4.4.
Рис. 4.4
Емкость конденсатора переменной емкости Сп должна рав-
няться разности емкостей пС3 - где п — целая часть числа,
равного отношению номинальных значений емкостей поверяемо-
го и эталонного конденсаторов. Оно же есть количество замеще-
ний в предстоящем измерении. Измерения проводят в два этапа.
Первый этап. В измерительное плечо моста включают эта-
лонный конденсатор Сэ и параллельно ему конденсатор перемен-
ной емкости Сп> на котором выставляют значение примерно на
середине шкалы. Вспомогательный конденсатор Св2 включают в
смежное плечо моста.
Первое уравновешивание моста проводят при помощи кон-
денсатора Съ2. Затем отключают образцовый конденсатор за-
мещают его вспомогательным конденсатором Св] и при его по-
мощи уравновешивают мост, не меняя значения емкости Сп. Ре-
зультатом первого замещения является равенство СВ1 = Сэ.
Далее подключают эталонный конденсатор С3 параллельно к
вспомогательному конденсатору CBi и уравновешивают мост при
помощи вспомогательного конденсатора Св2. Затем отключают
этаклонный конденсатор С3 и уравновешивают мост при помощи
87
вспомогательного конденсатора СвЬ Результатом второго заме-
щения является равенство CBi = 2СЭ,
Таким образом подключая и отключая эталонный конденса-
тор Сэ и уравновешивая мост сначала при помощи вспомогатель-
ного конденсатора Св2, а затем при помощи вспомогательного
конденсатора СвЬ повторяют эту процедуру п раз. Результатом ti-
ro замещения будет равенство Св] = пС3, т.е. мы искусственно
создали эталонную меру, емкость которой равна пС3.
Второй этап. Далее измерения проводят методом замещения
так, как описано выше, заменив эталонный конденсатор Сэ на
вспомогательный конденсатор Св], на котором установлена ем-
кость иСэ. Результатом измерения является разность отсчетов АС
по шкале конденсатора переменной емкости Сп-
Описанная процедура измерении сохраняется и для случая,
когда Сх < C3t Отличие состоит в том, что на вспомогательном
конденсаторе CBi устанавливают п раз значение емкости Сх, т.е.
искусственно создают поверяемый конденсатор с емкостью Св1 =
= пСх, и сравнивают его емкость с емкостью эталонного конден-
сатора Сэ.
Действительное значение емкости вычисляют по формулам
Сх = пС3- АС при Сх> Сэ или Сх = (Сэ + АС):л при Сх < Сэ.
4.3*6. Определение действительного значения емкости
и тангенса угла потерь конденсатора переменной емкости
При поверке конденсаторов переменной емкости действи-
тельное значение емкости определяют для каждой числовой от-
метки шкалы. Если числовых отметок на шкале более 30, то это
делают для 30 отметок, равномерно расположенных по шкале.
Определение действительного значения тангенса угла потерь
проводят для двух отметок шкалы: одна — в начале, другая — в
конце шкалы.
При поверке эталонных конденсаторов переменной емкости
на каждой поверяемой отметке измерения проводят два раза:
один раз при увеличении, второй раз при уменьшении емкости.
88
По результатам этих измерений вычисляют вариацию емкости
как модуль разности результатов двух измерений.
Для поверки конденсаторов переменной емкости используют
те же средства измерений, что и при поверке конденсаторов по-
стоянной емкости, описанные в п. 4,3.5, Измерения проводят од-
ним из методов: методом непосредственной оценки, методом за-
мещения, методом многократного замещения.
Метод непосредственной оценки
Этим методом действительные значения емкости и тангенса
угла потерь конденсатора определяют непосредственно по от-
счетным устройствам моста. Для реализации этого метода требу-
ется мост переменного тока такой точности, чтобы выполнялось
требуемое соотношение их погрешностей.
Метод замещения
Для измерения методом замещения кроме моста переменного
тока М требуются:
эталонный конденсатор переменной емкости Спэ, цена деле-
ния которого не больше 1/3 цены деления поверяемого конденса-
тора Сх;
несколько эталонных конденсаторов постоянной емкости Сэь
Сэ2, ... , подобранных так, чтобы сумма их емкостей вместе с ем-
костью Спэ плавно перекрывала диапазон изменения емкости по-
веряемого конденсатора Сх\
вспомогательный конденсатор переменной емкости Св.
Из них собирают электрическую схему по рис. 4.5.
Рис. 4.5
Определение действительного значения емкости состоит из
трех этапов.
На первом этапе компенсируют начальную емкость поверяе-
мого конденсатора. Для этого на шкале конденсатора Сх устанав-
89
ливают нулевую отметку шкалы. На эталонном конденсаторе пе-
ременной емкости Спэ устанавливают максимальное значение
емкости. Мост уравновешивают вспомогательным конденсато-
ром Св, включенным в смежное плечо моста. Точное уравнове-
шивание моста при необходимости производят плавным регули-
рованием конденсатора Спэ.
На втором этапе измеряют приращение емкости АС] между
первой и нулевой отметками шкалы поверяемого конденсатора-
Для этого на шкале конденсатора Сх устанавливают первую от-
метку шкалы. Мост уравновешивают только при помощи конден-
сатора Спэ. Разность отсчетов по шкале конденсатора Спэ, полу-
ченных на первом и втором этапах, равна приращению емкости
ДС( между первой и второй отметками шкалы поверяемого кон-
денсатора.
На третьем этапе вычисляют действительное значение ем-
кости на первой отметке шкалы поверяемого конденсатора по
формуле
СЛ1 = + ДСЬ
где значение емкости поверяемого конденсатора на нулевой от-
метке шкалы Схэ принимается равным нулю, поскольку началь-
ная емкость была компенсирована (вычтена) на первом этапе из-
мерения.
Далее на шкале конденсатора Сх устанавливают вторую от-
метку и уравновешивают мост только с помощью конденсатора
Спэ. Разность отсчетов по шкале конденсатора Спэ, соответст-
вующих второй и первой отметкам шкалы поверяемого конден-
сатора Сх, равна приращению емкости ДС2 между этими отмет-
ками. Вычисляют сумму приращений и действительное значение
емкости на второй отметке шкалы поверяемого конденсатора по
формулам
SAC = АС] + ДС2 и Сх2= + SAC,
Так, на шкале конденсатора С* устанавливают i-ю отметку и
уравновешивают мост при помощи конденсатора Сп> Разность
отсчетов по шкале конденсатора Спэ, соответствующих г-й и
90
(i- 1)-й отметкам шкалы поверяемого конденсатора СЛ, равна
приращению емкости ДС, между этими отметками. Сумму при-
ращений и действительное значение емкости на i-й отметке шка-
лы поверяемого конденсатора вычисляют по формулам
ХДС = ДС] 4- ДС2+ ... + ДС/ и CXi= "I" ^дс.
Мы рассмотрели методику измерений, в которой за исход-
ную (опорную) емкость С^ принята емкость на нулевой отметке
шкалы поверяемого конденсатора. Для контроля качества повер-
ки действительное значение емкости измеряют не на одной, а на
трех отметках шкалы поверяемого конденсатора: на начальной
СЛЭ, серединной Сгсер и конечной СЛК0Н. Действительные значе-
ния емкости на этих отметках шкалы измеряют так же, как ем-
кость конденсатора постоянной емкости. Затем измеряют сумму
приращений емкости описанным выше способом. Действитель-
ное значение емкости на соседних отметках вычисляют по фор-
мулам
Cjf — С\:сер + ХДС и
Ос — Олсон
-ХДС,
где знак «плюс» соответствует проверке отметок шкалы, емкость
которых больше емкости исходной отметки, а знак «минус» —
емкость которых меньше.
Значения емкости поверяемого конденсатора переменной ем-
кости, определенные по приведенным формулам, должны совпа-
дать со значениями емкости, измеренными для контроля в трех
отметках шкалы. Расхождение не должно превышать предела до-
пускаемой основной погрешности. Иначе поверку необходимо
повторить.
Если диапазон изменения емкости конденсатора Спэ оказыва-
ется недостаточным для уравновешивания моста, то его возвра-
щают на конечную отметку шкалы, из схемы отключают один из
эталонных конденсаторов, например Сэ2, и начинают уравнове-
шивание моста конденсаторами Св и Спэ, как описано в первом
этапе.
При поверке эталонных конденсаторов переменной емкости,
как говорилось выше, измерение приращений емкости проводят
при возрастании и при убывании емкости поверяемого конденса-
тора. Среднеарифметическое значение этих приращений прини-
91
мают за результат приращения емкости.
Метод многократного замещения
Для измерения методом многократного замещения в измери-
тельное плечо моста переменного тока М (рис. 4.6) включают па-
раллельно:
поверяемый конденсатор переменной емкости Сх;
эталонный конденсатор постоянной емкости Сэ, емкость ко-
торого значительно меньше диапазона значений емкости пове-
ряемого конденсатора;
конденсатор переменной емкости Сп.
В смежное плечо моста включают вспомогательный конден-
сатор переменной емкости Св, диапазон значений которого при-
мерно равен разности и приращения емкости между двумя со-
седними проверяемыми отметками Сх.
Рис. 4.6
Измерения проводят в три этапа.
На первом этапе значение емкости эталонного конденсатора
Сэ «переносят» на вспомогательный конденсатор Св, Для этого
включают эталонный конденсатор Сэ, поверяемый конденсатор
Cjf устанавливают на начальную отметку шкалы, конденсатор Сп
— примерно на середину шкалы и уравновешивают мост при по-
мощи вспомогательного конденсатора Св.
На втором этапе емкость Сэ «переносят» с вспомогательного
конденсатора Св на поверяемый конденсатор СЛ. Для этого эта-
лонный конденсатор Сэ отключают, а мост уравновешивают при
помощи конденсатора Если равновесие моста получилось не
на поверяемой отметке шкалы конденсатора Сх, то на его шкале
выставляют ближайшую поверяемую отметку, а мост уравнове-
92
шивают при помощи конденсатора Сп и записывают приращение
емкости ДС конденсатора Сп,
На третьем этапе вычисляют действительное значение ем-
кости на поверяемой отметке по формуле
Сг= Сгнач + + ДС),
где Сгнач — действительное значение емкости на начальной от-
метке шкалы поверяемого конденсатора, измеренное иным спо-
собом, описанным выше.
Далее при проверке очередных отметок повторяют первый,
второй и третий этапы, но с той разницей, что на первом этапе
поверяемый конденсатор не устанавливают на начальную отмет-
ку, а оставляют на проверенной отметке шкалы. Поэтому при пе-
реходе ко второй, третьей т.д. поверяемой отметке будет накап-
ливаться сумма значений емкости £(СЭ + ДС) — в этом суть ме-
тода многократного замещения. Действительное значение емко-
сти вычисляют по формуле
G = Сгнзч + S(C3 + ДО,
где знак «плюс» ставят в случае, если емкость проверяемой от-
метки шкалы больше емкости предыдущей, а знак «минус» — ес-
ли меньше.
Для контроля правильности поверки измеряют действитель-
ное значение емкости, кроме начальной, еще на средней и конеч-
ной отметках шкалы поверяемого конденсатора Сх одним из спо-
собов, описанных выше. Действительные значения емкости пове-
ряемого конденсатора, вычисленные по формуле многократного
замещения, должны совпадать с действительными значениями
емкости, измеренными в контрольных точках. Их (действитель-
ных значений) расхождение не должно превышать предела до-
пускаемой основной погрешности поверяемого конденсатора.
Иначе поверку необходимо повторить,
4.3.7. Определен не дей ст внтел ь ных зна чений емкост и,
тангенса угла потерь и начальной емкости магазина емкости
При поверке магазина емкости действительное значение ем-
кости определяют на всех ступенях каждой декады при нулевых
положениях переключателей остальных декад. Действительное
93
значение тангенса угла потерь определяют на начальной и конеч-
ной ступенях каждой декады магазина. Начальную емкость мага-
зина измеряют при нулевых положениях переключателей всех
его декад.
Действительные значения емкости и тангенса угла потерь, а
также начальную емкость магазина измеряют одним из методов,
которым измеряют емкость конденсатора постоянной емкости
(см. п. 43.5).
4.3.8. Определение основной погрешности рабочих мер
емкости
Основную погрешность рабочих мер емкости вычисляют по
формуле
б=1ОО(Сн-Сд):Сн,
где 5 — основная погрешность в процентах; Сн и Сд — номи-
нальное и действительное значения емкости меры.
Основная погрешность не должна превышать значений, ука-
занных в ГОСТ 6746-75.
4.3.9. Определение годовой нестабильности эталонных
мер емкости
Годовую нестабильность эталонной меры емкости в процен-
тах вычисляют как разность действительных значений емкости,
полученных при данной и предыдущей поверках, отнесенную к
номинальному значению емкости меры.
Нестабильность не должна превышать 0,7 относительной по-
грешности для мер 1-го разряда и 0,5 для мер 2-го и 3-го разря-
дов.
4.3.10. Определение относительной погрешности
действительного значения емкости эталонной меры
Относительную погрешность действительного значения ем-
кости эталонной меры 6 вычисляют по формуле
8 = ^+St
где бн — нестабильность поверяемой меры; 8¥ — погрешность
измерения емкости в процентах, равная
94
=>в случае измерения методом замещения
5х =75Э+8КОМ ’
где Зэ — погрешность действительного значения емкости эта-
лонной меры, 8К0М — погрешность компарирования по емкости,
указанная в свидетельстве об аттестации моста;
=>в случае измерения методом многократного замещения
=1/(^^ё5»>2+2(ет=100)2 с< >с’'
I р др
5* = J(7^Ar5o)2+2(7^r10())2 приС.<Сэ,
— ас
где п — число, показывающее, сколько раз значение емкости Сэ
отложено на шкале конденсатора СВ] (рис. 4*4); АС — разность
отсчетов по шкале конденсатора Сп-
4.3.1L Определение действительного значения емкости
конденсаторной подставки
Действительное значение емкости конденсаторной подставки
с двухзажимной схемой включения определяют одним из мето-
дов, применяемых при поверке конденсаторов постоянной емко-
сти и рассмотренных в п* 4*3*5. Погрешность определения долж-
на быть не более 0,1 пФ*
4.4* Оформление результатов поверки мер емкости
При поверке мер емкости методом замещения оформляют
протоколы, форма которых для конденсатора постоянной емко-
сти, конденсатора переменной емкости и магазина емкости при-
ведена в ГОСТ 8*255-77(приложения 2, 3, 4)*
В протоколах приложений 2 и 4 разность значений емкости
ДС вычисляют как произведение цены деления шкалы конденса-
тора Сп на разность отсчетов Д0 по его шкале. В протоколе при-
ложения 3 через ДС обозначена разность значений емкости для
двух соседних отметок эталонного конденсатора переменной ем-
кости*
95
На меры емкости за исключением рабочих мер классов точ-
ности 0,5 и 1,0 и на конденсаторные подставки с двухзажимной
схемой включения, признанные годными при поверке в органах
Госстандарта, ставят клеймо и выдают свидетельство установ-
ленной формы. На оборотной стороне свидетельства указывают:
частоту переменного тока, температуру и влажность окру-
жающей среды;
действительное значение емкости конденсатора постоянной
емкости с указанием погрешности, установленной при поверке;
действительное значение емкости для каждой проверенной
отметки шкалы конденсатора переменной емкости;
значение начальной емкости магазина и таблицу действи-
тельных значений емкости, соответствующих каждому положе-
нию переключателей магазина, с указанием погрешности, уста-
новленной при поверке;
действительное значение емкости конденсаторной подставки
с указанием погрешности, установленной при поверке;
срок действия свидетельства и дату поверки.
Результаты ведомственной периодической поверки оформ-
ляют документом, составленным ведомственной метрологиче-
ской службой, и клеймением мер.
96
ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ..................................................
Глава 1. МЕРЫ ЭЛЕКТРОДВИЖУЩЕЙ СИЛЫ.
НОРМАЛЬНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ.......................................
1 Л. Общие сведения о нормальных элементах...............
1.2. Метрологические характеристики нормальных элементов.
13. Методика поверки нормальных элементов................
1ЗЛ. Операции поверки.................................
13.2. Средства и методы определения значения э.д.с....
133. Условия поверки нормальных элементов
и подготовка к ней...............................
13А Внешний осмотр нормальных элементов...............
133. Определение значения э.дх........................
13.6. Определение значения э.дх. поверяемого
нормального элемента методом сличения с эталонным
при размещении их в одном термостате..................
13.7. Определение значения э.д.с. поверяемого
нормального элемента методом сличения с эталонным
при размещении их в разных термостатах................
133. Определение значения э.дх. поверяемого
нормального элемента с использованием вспомогательного
при размещении поверяемого и эталонного
нормальных элементов в одном термостате...............
13.9. Определение значения э.дх. поверяемого
нормального элемента с использованием вспомогательного
при размещении поверяемого и эталонного
нормальных элементов в разных термостатах.............
13.10. Определение годовой нестабильности нормальных
элементов..............................................
13.11. Определение внутреннего сопротивления нормальных
элементов..............................................
1 ЗЛ2. Автоматический коммутатор для поверки нормальных
элементов..............................................
1,4. Оформление результатов поверки нормальных элементов.
Глава 2. МЕРЫ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ................
2.1. Общие сведения о мерах сопротивления................
2*2. Характеристики меры электрического сопротивления....
23. Методика поверки однозначных мер электрического
сопротивления............................................
23Л. Операции поверки ОМЭС............................
23.2. Средства поверки ОМЭС...........................
233. Условия поверки ОМЭС и подготовка к ней..........
23 А Внешний осмотр...................................
97
23*5. Определение электрического сопротивления изоляции.
23.6. Проверка электрической прочности изоляции.........
23*7. Определение действительного значения сопротивления
меры и относительного отклонения действительного
значения сопротивления от номинального..................
233. Проверка нестабильности меры.......................
23.9. Определение температурных коэффициентов
сопротивления меры......................................
23.10. Определение постоянной времени меры...............
23.11. Оформление результатов поверки ОМЭС и УОМЭС.......
2.4, Мелодика поверки многозначных мер электрического
сопротивления...............................................
2.4.1. Операции поверки ММЭС............................
2,4.2. Средства и методы поверки ММЭС...................
2.43. Условия поверки ММЭС и подготовка к ней..........
2.4.4. Проведение поверки ММЭС..........................
2.4.5. Оформление результатов поверки ММЭС..............
Глава 3. МЕРЫ ИНДУКТИВНОСТИ
И МЕРЫ ВЗАИМНОЙ ИНДУКТИВНОСТИ...............................
3.1. Общие сведения о мерах индуктивности
и взаимной индуктивности....................................
3.2. Характеристики меры индуктивности.....................
3.3. Характеристики меры взаимной индуктивности............
3.4. Методика поверки мер индуктивности
и мер взаимной индуктивности................................
3.4.1. Операции поверки.................................
3.4.2. Средства поверки.................................
3,43. Условия поверки и подготовка к ней...............
3.4.4. Внешний осмотр...................................
3.4.5. Определение сопротивления постоянному току.......
3.4.6. Определение действительных значений индуктивности
и активного сопротивления...............................
3.4.6.1. Метод непосредственной оценки............
3.4.6.2. Метод двух уравновешиваний...............
3.4.7. Определение действительного значения
взаимной индуктивности и фазовой погрешности............
3.4.7.1. Метод двух уравновешиваний...............
3.4.7.2. Метод измерения индуктивности согласно
и встречно соединенных обмоток
меры взаимной индуктивности........................
3,4.8. Определение действительного значения индуктивности
и взаимной индуктивности эталонных мер..................
3.4.9. Определение годовой нестабильности...............
3.5, Оформление результатов поверки........................
" ia 4. МЕРЫ ЕМКОСТИ........................................
98
4.1. Общие сведения о мерах емкости...........................
4.2. Характеристики мер электрической емкости.................
43. Методика поверки мер электрической емкости................
43,1. Операции поверки мер емкости........................
4.3.2 . Средства поверки мер емкости......................
4.33. Условия поверки мер емкости и подготовка к ней......
43,4. Внешний осмотр......................................
433, Определение действительного значения емкости
и тангенса угла потерь конденсаторов
постоянной емкости...................................
43.6, Определение действительного значения емкости
и тангенса угла потерь конденсатора
переменной емкости...................................
43.7. Определение действительных значений емкости,
тангенса угла потерь и начальной емкости
магазина емкости..........................................
43.8. Определение основной погрешности
рабочих мер емкости.......................................
4.3.9 . Определение годовой нестабильности
эталонных мер емкости.....................................
4.3.10 . Определение относительной погрешности
действительного значения емкости эталонной меры............
43.11. Определение действительного значения емкости
конденсаторной подставки...................................
4.4. Оформление результатов поверки мер емкости...............
Людмила Александровна Романова
Альфрит Рашидович Усейнов
ПОВЕРКА И КАЛИБРОВКА
МЕР ЭЛЕКТРИЧЕСКИХ ВЕЛИЧИН
Учебное пособие
Редактор-корректор Н.М. Скрипова
Компьютерная верстка Л.С. Самочатова
Подписано в печать
Печать ксерография
Тираж экз.
Формат 60 х 90 1/16
Объем п.л.
Заказ №
АСМС
Москва, Волгоградский проспект, 90, корп. 1
Полиграфическая база АСМС