Поверка по сокращенной программе. Методы поверки многопредельных и многоцелевых средств измерений /32/.

 

Установленные НД объемы поверочных работ являются, как правило, значительными, требуют больших трудозатрат и длитель­ного изъятия средств измерений из обращения, что влияет на сни­жение готовности устройств к применению, а, следовательно, и их эффективность.

Поверка средств измерений в полном объеме, установленном НД, в ряде случаев становится неоправданной. Так, из опыта эксплуатации конкретных средств измерений известно, что значи­тельное число их не используется на всех диапазонах и пределах измерений и не все нормируемые метрологические характеристики необходимы при оценке точности выполняемых измерений. Это обу­словлено некоторыми объективными причинами. Например, боль­шинство радиоизмерительных приборов являются многофункцио­нальными, а электроизмерительные приборы класса точности 0,5 и выше — многопредельными.

Положительный эффект от введения поверки средств измере­ний по сокращенной программе выражается в следующем:

- снижаются трудозатраты на поверочные работы и время изъ­ятия средств измерений из сферы применения их по назначению;

- исключаются случаи признания непригодности средств измерений на тех диапазонах и пределах измерений, а также по тем метрологиче­ским характеристикам, которые практически не используются;

- повышаются характеристики надежности за счет снижения слу­чаев несоответствия НД средств измерений из-за неисправности комп­лектующих элементов и отдельных блоков, не участвующих в ра­боте средств измерений на ограниченных диапазонах, отдельных пределах измерений и не влияющих на метрологические характе­ристики;

- появляются возможности увеличения межповерочных интер­валов;

- уменьшаются время восстановления и номенклатура требуемо­го для восстановления ЗИП (запасные части, инструменты, принад­лежности и материалы);

- обеспечиваются возможность поверки средств измерений без демонтажа с технических устройств и автоматизация выполнения поверочных работ.

Недостатком поверки средств измерений по сокращенной прог­рамме является невозможность использования данных средств из­мерений на диапазонах, пределах измерений и с теми метрологи­ческими характеристиками, поверка которых была исключена. Поверка средств измерений по сокращенной программе не должна нарушать единства и требуемой точности измерений. Соблюдение этих условий обусловливает требование к методу определения и утверждения Стандарта Организации (СО) сокращенной программы поверки средств измерений, по старой терминологии СО - СТП.

Программу сокращенной поверки следует составлять так, что­бы исходя из конкретных условий применения средств измерений объем поверки был минимальным и за межповерочный интервал обеспечивалась погрешность измерений, определяемая нормируе­мыми значениями соответствующих метрологических характери­стик. Введение программы сокращенной поверки не должно приво­дить к созданию новой или дополнительной НД на поверку средств измерений. Исходя из специфики методов разработки программ сокращен­ной поверки, целесообразно разделить средства измерений на широко-диапазонные, многопредельные и многоцелевые (комбинированные).

К широкодиапазонным следует относить средства изме­рений, у которых область значений измеряемой (воспроизводи­мой) величины расширена, вид измеряемой или воспроизводимой физической величины (напряжение, ток, мощность и др.) фикси­рован, а параметры данной физической величины (частотный ди­апазон и др.) имеют расширенную область значений. К многопредельным СИ относят средства, позволяющие измерять одноименные физические величины на двух и более пределах; к многоцелевым (комбинированным) - средства, предназначенные для измерения ряда физических величин.

На практике поверка средств измерений по сокращенной программе, технико - экономический эффект от её введения становится значительным и такая поверка целесообразна тогда, когда при эксплуатации широкодиапазонных средств измерений используется менее 3/4 рабочего диапазона измерений; при эксплуатации многопредельных средств измерений не используется хотя бы один предел; при эксплуатации многоцелевых средств измерений не используется измерение хотя бы одной из физических величин.

Установив номенклатуру широкодиапазонных средств измере­ний, подлежащих поверке по сокращенной программе, необходи­мо определить принадлежность каждого из них к одной из следу­ющих групп, характеризующей специфику метода определения по­веряемых отметок и используемой для контроля:

а) измеренное значение параметра х соответствует номинальному значению N с заданным верхним ( ) и нижним ( ) значениями допусков, т. е. значение параметра х должно находиться в пределах (N ) ;

б) значение параметра х не должно превышать установленного значения А с заданным допуском , т. е. ;

в) значение параметра х должно быть не менее установ­ленного значения параметра А с заданным допуском , т. е. ;

г) значение параметра ограничено диапазоном ( ) в рабочей части шкалы (регистрирующего устройства) . Для этой группы за принимаются допусти­мые отклонения в граничных точках измерений параметра и ;

д) измеряемая или воспроизводимая ими физическая величина фиксирована в расширенной области ее параметров (по частотно­му диапазону, выходной мощности и др.);

е) комбинация одной из групп а - г и группы д.

В основе метода определения поверяемых отметок по сокра­щенной программе лежит следующее положение. Поверяемые от­метки должны перекрывать используемый диапазон измерения, или границы используемого диапазона должны быть приближены к соответствующим крайним поверяемым отметкам, погрешности которых будут отличаться от погрешностей в граничных точках диапазона измерений на ничтожно малое значение. Для обеспече­ния максимального эффекта от сокращенной программы необходи­мо минимальное перекрытие используемого диапазона.

Определение поверяемых отметок средства измерений по про­грамме сокращенной поверки необходимо начинать с установления используемого диапазона измерений, а точнее, его нижней (Ан) и верхней (Ав) границ. Рассмотрим порядок расчета Ан и Ав при­менительно к группе средств измерений, когда при контроле па­раметра технического устройства оценивается выполнение усло­вия (N ) (рисунок 3,а). Значение Ан рассчитывают, вычитая из номинального значения контролируемого параметра N сумму допуска и предельного значения отклонений контроли­руемого параметра:

 

(12.20)

 

где - среднее квадратическое значение отклонений контролируемого параметра; t — коэффициент пе­рехода от к предельному значению отклонений контролируемо­го параметра (таблица 12.1); - измеренное в процессе эксплуатации изделия значение контролируемого параметра; - среднее значе­ние измеренных значений контролируемого параметра; п — число измеренных значений параметра.

Значение Ав рассчитывают, прибавляя к N сумму допуска предельного отклонения контролируемого параметра :

 

(12.21)

 

Для группы (б) определяют только значение Ав по формуле (12.21) (рисунок 12.3,б), а для группы (в) — только значение по формуле (12.20) (рисунок 12.3,в).

 

Таблица 12.1- Значения коэффициентов пе­рехода от к предельному значению отклонений контролируемо­го параметра.

 

Закон распределения контролируемого параметра Коэффициент t Закон распределения контролируемого параметра Коэффициент t
Гауссовский 3,0 Антимодальный I 1,4
Равной вероятности 1,73 Антимодальный II 1,3
Симпсона (треугольный) 2,45 Рэлея 5,2
Трапецеидальный 2,3    

 

Состав поверяемых отметок (с учетом исключения необходи­мости внесения изменений в НД на поверку рассматриваемых средств измерений) определяется так, чтобы отметки устанавливались из числа подлежащих поверке и минимально перекрывали со­ответствующие диапазоны:

 

Ан …Ав для группы а,

А …Ав для группы б,

Ан …А для группы в.

 

 

Рисунок 12.3. Схема положения расчетных точек для групп различных средств измерений

 

Наряду с поверяемыми отметками, вошедшими в соответствую­щие диапазоны, необходимо рассмотреть целесообразность вклю­чения в состав поверяемых:

точки нижней (верхней) границы диапазона измерений н, Ав );

ближайшей к Анв) поверяемой отметке внутри диапазона из­мерений Ап'(Ап");

ближайшей к Анв) поверяемой отметке вне диапазона изме­рений' Анпвп );

Так как изменения погрешностей между рядом стоящими по­веряемыми отметками средств измерений малы, возможна их ли­нейная аппроксимация. Это условие и использование критерия ничтожных погрешностей позволяют сформулировать следующее положение: если разность между отметкой Ап" (например, примы­кающей к нижней границе диапазона измерений) и Ан менее 1/3 разности между отметками Ап и Анп, то изменение погрешности в точке Ан по сравнению с погрешностью в точке Лп будет ничтожно мало и о погрешности в точке Ап можно судить по погрешности, определенной в точке Ап. Когда это условие не выполняется, от­метку следует включить в состав поверяемых. Невыполнение ус­ловия оценивается неравенством п' -Ан) >( Ап'- Анп)/3.

На основе рассмотренных положений и подходов к составле­нию расчетных соотношений установлен следующий порядок оп­ределения поверяемых отметок широкодиапазонных средств изме­рений, используемых в ограниченном диапазоне. Для средств из­мерений группы а) поверяемыми отметками назначаются:

установленные действующими НД на методы и средства по­верки и вошедшие в используемый диапазон измерений Ан …Ав . Если таковых нет, то берется ближайшая к номинальному значе­нию отметка шкалы (регистрирующего устройства) средства из­мерений;

дополнительно к ним Анпи Авп ), если они удовлетворяют усло­виям:

 

п' -Ан) >( Ап'- Анп)/3; (12.22)

в - Ап") >( Авп - Ап")/3. (12.23)

 

Когда в диапазоне измерений Ан …Ав всего одна поверяемая отметка Ап, формулы (12.22) и (12.23) примут вид:

 

пн) >( Ап- Анп)/3; в - Ап) >( Авп - Ап)/3.

 

Для средств измерений группы (б) поверяемыми отметками назначают:

вошедшая в диапазон А …Ав. Если таковой нет, то ближайшая

в точке А отметка Ап;

дополнительно к ней Авп , если она удовлетворяет условию:

 

в - Ап) >( Авп - Ап)/3

 

Для средств измерений группы (в) поверяемыми отметками назначаются (смотри рисунок 12.3):

 

вошедшая в диапазон Ан …А .Если таковой нет, то ближайшая к точке А отметка Ап ;

дополнительно к ней Анп, если она удовлетворяет условию:

 

пн) >( Ап- Анп)/3

 

Для средств измерений группы (г) поверяемыми отметками начаются:

- вошедшие в используемый диапазон измерений Ап;

дополнительно к ним Анп и Авп, если они удовлетворяют условиям:

 

п'-Ан')>п'-Анп) /3;

в'- Ап')'>вп - Ап'')/3

 

Ап', Ап'' - ближайшие к точкам Ан' и Ав' поверяемые отметки диапазона Ан' Ав'.

Средства измерений группы (д) допускается поверять только при тех значениях параметров измеряемых или воспроизводимых ими физических величин (их частотных диапазонов и др.), на которых они практически используются при эксплуатации. Объем поверки средств измерений группы (е) по сокращенной программе определяется исходя из того, к какому сочетанию групп (а - д) относится рассматриваемое средство измерений.

Нормативно-технической документацией на методы и средства поверки многопредельных средств измерений предусматривается поверка основного предела измерений всех поверяемых отметок, а остальных пределов — выборочно в двух отметках. Для средств измерений, используемых при эксплуатации не на всех пределах, это правило неприменимо тогда, когда основной предел не ис­пользуется или используется в более узком диапазоне, чем неко­торые другие пределы. Правило также не предусматривает исклю­чения из состава поверяемых тех пределов, которые не использу­ются при эксплуатации средства измерений. Однако это правило правомерно положить в основу метода определения поверяемых пределов многопредельных средств измерений, используемых при эксплуатации не на всех пределах, но при этом поверять только используемые пределы и диапазоны измерений на этих пределах.

Таким образом, метод предусматривает исключение из состава поверяемых тех пределов, которые при эксплуатации средств из­мерений не используются. Когда установленный НД основной предел не используется в более узком диапазоне, чем другие пре­делы, встает вопрос, какой из используемых пределов измерений следует принять за основной. Достоверность поверки будет более высокой, а трудозатраты максимально снижены, если за основной предел будет принят тот, у которого используемый диапазон за­нимает наибольшую область. Этот диапазон для каждого из ис­пользуемых пределов измерений =вн)/ АN , где Ав и Ан — соответственно верхнее и нижнее граничные значения используе мого при измерениях диапазона рассматриваемого предела изме­рений; АN — нормируемое значение предела измерений.

Для определения диапазона, в котором должны быть установ­лены поверяемые отметки на основном пределе измерений, необхо­димо привести точки Ан и Ав используемых пределов измерений к соответствующим точкам основного предела измерений: А'н iN осн Ан i / АN i ; А'в i = AN осн Ав i / АN i ,где А'в i и А'п it — приведен­ные к основному пределу соответственно верхнее и нижнее гранич­ные значения используемого диапазона измерений i-гo предела из­мерений; Ав i и Ан i — соответственно верхнее и нижнее граничные значения используемого диапазона измерений i-гo предела изме­рений;

АN осн и АN i — нормирующие значения соответственно основ­ного и i-гo пределов измерений.

За Ан принимается минимальное Ан min из всех значений А'н включая Ан основного предела, а за Ав — максимальное Ав max значение А'в , включая и Ав основного предела. Величины Ан min и Ав max необходимы для установления возможности поверки основ­ного предела по сокращенной программе и для выявления наибо­лее критичных к погрешностям отметок, по которым можно судить о работоспособности средства измерений на используемых участ­ках диапазонов применяемых пределов измерений.

Определение поверяемых отметок не используемых (кроме ос­новного) в пределах измерений должно основываться на НД, где установлена поверка на пределах измерений (кроме основного) в двух отметках шкалы (регистрирующего устройства). Одной из них является верхняя предельная отметка, другой — та, в которой погрешность основного предела максимальна. Поверку по сокра­щенной программе на этих пределах измерений также целесооб­разно осуществлять в двух аналогичных отметках, но при этом учитывать, что верхней поверяемой отметкой должна быть ближайшая к верхней граничной точке используемого диапазона; дру­гая отметка на участке используемого диапазона должна соответ­ствовать отметке основного предела измерений, в которой значе­ние погрешности максимально.

Поверяемые метрологические характеристики многоцелевых средств измерений можно определить с помощью матрицы, по­строенной в виде таблицы, столбцами которой являются нормируе­мые метрологические характеристики, влияющие на точность ре­зультатов измерений , а строками — нормируемые метро­логические характеристики , подлежащие поверке.

Для определения состава нормируемых метрологических харак­теристик, включаемых в столбцы матрицы, достаточно установить качественные зависимости между суммарными погрешностями из­мерений воспроизведения) и нормированными метрологическими характеристиками только тех физических величин (для каждой в отдельности), для которых используется рассматриваемое средство измерений. Формулы для суммарных погрешностей приведены в эксплуатационной документации рассматриваемых средств из­мерений или документации по их поверке, в противном случае можно воспользоваться формулой:

 

, (12.24)

 

где — суммарная погрешность измерений (воспроизведений) физической величины соответствующим средством измерений; — составляющая погрешности средства измерений; l— число состав­ляющих погрешностей.

Матрицу заполняют следующим образом: в ячейки, где пере­секаются погрешности и одноименные метрологические характеристики из состава характеристик , по которым по­веряется рассматриваемое средство измерений, проставляют еди­ницы; в ячейки, где таких пересечений нет,— нули.

На основе составленных и заполненных матриц формируют программу сокращенной поверки многоцелевых (комбинирован­ных) средств измерений; из полного состава метрологических ха­рактеристик, по которым следует периодически поверять рассмат­риваемое средство измерений, исключают все характеристики, в строках которых стоят нули; оставшиеся метрологические харак­теристики поверяют по сокращенной программе.

 








Дата добавления: 2015-01-13; просмотров: 3202;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.034 сек.