Контрольна робота
«Метрологія, стандартизація, сертифікація та акредитація» (варіант№51)
Призначення і принцип дії цифрового вольтметру. Привести часові діаграми. Проаналізувати похибки.
Найбільш зручними в експлуатації приладами для вимірювання напруги є цифрові вольтметри. Вони можуть вимірювати як постійні, так і змінні напруги. Клас точності - до 0,001, діапазон - від одиниць мікровольт до декількох кіловольт. Сучасні микропроцесорні ЦВ оснащені клавиатурою і часто дозволяють проводити вимірювання не тільки напруги, але й струму, опору тощо, тобто є багатофункціональними вимірювальними приладами - тестерами (мультиметрами або авометрами).
Принцип роботи ЦВ складається в перетворенні вимірювальної постійної або повільно змінюючоїся напруги в електричний код, який відображається на табло у цифровій формі. Згідно з цим узагальнена структурна схема цифрового вольтметра складається з вхідного пристрою ВхП, аналого-цифрового перетворювача АЦП та цифрового індикатора Ц І.
Мал.1. Узагальнена структурна схема цифрового вольтметра.
Цифрові вольтметри класифікують за способом перетворення безперервної величини у дискретну; структурної схеми АЦП; застосовуємими технічними засобами; способу компенсації.
За способом перетворювання розрізняють ЦВ з порозрядним кодуванням (зважуванням), з час- і частото-імпульсними перетвореннями (інтегруючі).
За способом структурної схеми АЦП ЦВ діляться на вольтметри прямого перетворення і урівноважуючого перетворення.
За застосовуємими технічними засобами ЦВ діляться на електромеханічні вольтметри та електронні вольтметри.
За способом врівноваги ЦВ діляться на вольтметри з слідкуючою та розгортаючою врівновагою.
Основні параметри ЦВ. Точність перетворення визначається похибкою квантування по рівню, характеризуємою кількістю розрядів у вихідному коді.
Похибка ЦВ має дві складові, одна з яких залежить від вимірюванної величини (мультипликативна), а інша не залежить (адитивна). Таке представлення пов'язано з дискретним принципом вимірювання безперервної величини, так як в процесі квантування виникає абсолютна похибка, обумовлена кінцевою кількістю рівнів квантування. Абсолютна похибка вимірювання напруги:
?U=±(yвідн Ux + m знаків), або ?U=±(yівідн Uкз + m знаків),
де yвідн - видносна похибка вимірювання; Ux -значення вимірюванної напруги; Uкз - кінцеве значення на вибранній межі вимірювання; m знаків - значення, визначаєме одиницею молодшого розряду цифрового відлікового пристрою (адитивна похибка дискретності).
Основна припустима відносна похибка представляється і в іншому вигляді: yвідн = ±( a + bUкз /Ux ), де а і b - постійні числа, які характеризують клас точності приладу. Перший член похибки не залежить від показників приладу, а другий збільшується при зменьшенні Ux , по гіперболічному закону.
В якості прикладу розглянемо схему ЦВ з час-імпульсним перетворенням та ЦВ з подвійним інтегруванням.
- ЦВ постійного струму з час-імпульсним перетворенням (мал.2):
Мал.2. Схема ЦВ з час-імпульс перетворенням та часові діаграми напруг, які пояснюють принцип компенсації.
В основу роботи ЦВ постійного струму з час-імпульсним перетворенням положений час-імпульсний метод перетворення постійного струму в прямо пропорційний інтервал часу з подальшим
вимірюванням тривалості інтервалу.
Похибки приладу залежать від лінійності та швидкості вимірювань компенсуючої напруги, стабільності генератора, генератора лічильних імпульсів, чутливості пристрою зрівняння, точності установки нуля або опорної напруги.
- ЦВ з подвійним інтегруванням (мал.3):
Мал.3. Схема ЦВ з подвійним інтегруванням та часові діаграми напруг, які пояснюють принцип його роботи.
Прин-цип його роботи подібен принципу час-мпульсного пере-творення, з тією різницею, що тут утворюються два часових інтервала на протязі циклу вимірювання, тривалість якого встановлюється кратній періоду поміхи. Таким чином визначається середнє значення вимірюванної напруги, а поміха подавляється. Ці вольтметри є більш точними і поміхоустойчивими в порівнянні з ЦВ з час-імпульсним та частотним перетворенням, однак час виміру у них більший.
Метод час-імпульсного перетворення в сполученні з подвійним інтегруванням дозволяє ефективно послабити вплив поміх, виміряти напругу обох полярностей, отримати вхідний опір, рівний одиницям гігаом, та малу похибку вимірювання без представлення особливих вимог до постійності лінійно - змінюючоїся напруги.
Характеристика вітчизняних систем стандартів та державна система вимірювань.
Загальнотехнічні та організаційно-методичні стандарти, як правило, об'єднують в комплекси (системи) стандартів для нормативного забезпечення рішень технічних і соціально-економічних задач в певній галузі діяльності. Зараз діє понад 40 таких міждержавних систем, які забезпечують організацію виробництва високоякісної продукції.
Державна система стандартизації.
Ця система стандартизації визначає мету і принципи управління, форми та загальні організаційно-технічні правила виконання всіх видів робіт зі стандартизації. Основною метою стандартизації є:
1) реалізація єдиної технічної політики у сфері стандартизації, метрології та сертифікації;
2) захист інтересів споживачів і держави з питань безпеки продукції, процесів, послуг для життя, здоров'я та майна громадян, охорони навколишнього середовища;
3) забезпечення взаємозамінності та сумісності продукції, її уніфікації;
4) забезпечення якості продукції, виходячи з досягнень науки і техніки, потреб населення і народного господарства;
5) раціональне використання всіх видів ресурсів, підвищення техніко-економічних показників виробництва;
6) безпека народногосподарських об'єктів з урахуванням ризику виникнення природних і техногенних катастроф та інших надзвичайних ситуацій;
7) створення нормативної бази функціонування систем стандартизації, управління якістю та сертифікації продукції, проведення державної політики у сфері ресурсозаощадження, розроблення і виконання державних і міждержавних соціально-економічних і науково-технічних програм;
8) усунення технічних та технологічних перешкод для створення конкурентноздатної продукції та її виходу на світовий ринок;
9) впровадження та використання сучасних виробничих та інформаційних технологій;
10) сприяння забезпеченню обороноздатності та мобілізаційної підготовки країни.
Стандарти державної системи стандартизації позначаються перед номером стандарту цифрою 1.
- Єдина система конструкторської документації (ЄСКД)
Це система постійно діючих технічних і організаційних вимог, що забезпечують взаємний обмін конструкторською документацією без її переоформлення із країнами СНД, галузями промисловості і окремими підприємствами, розширення уніфікації продукції при конструкторській розробці, спрощення форми документів і скорочення їх номенклатури, а також єдність графічних зображень; механізовану і автоматизовану розробку документів і, найголовніше, готовність промисловості до організації виробництва будь-якого виробу на якому завгодно підприємстві в найкоротший термін. Стандарти системи ЄСКД позначаються перед номером стандарту цифрою 2.
- Єдина система технологічної документації (ЄСТД)
Ця система встановлює обов'язковий порядок розробки, оформлення і збереження всіх видів технологічної документації на машино- і приладобудівних підприємствах країни для виготовлення, транспортування, встановлення і ремонту виробів цих підприємств. На основі технологічної документації здійснюють планування, підготовку і організацію виробництва, встановлюють зв'язки між відділами і цехами підприємства, а також між виконавцями (конструктором, технологом, майстром, робітником).
Єдині правила розробки, оформлення і збереження технологічної документації дозволяють використовувати прогресивні способи машинної її обробки і полегшують передачу документації на інші підприємства.
Стандарти ЄСТД позначаються перед номером стандарту цифрою 3.
Державна система забезпечення єдності вимірювань (ДСВ)
Ця система відіграє в наш час особливу роль. В сучасній промисловості затрати праці на виконання вимірювань складають в середньому 10% загальних затрат праці на всіх стадіях створення і експлуатації продукції, а в окремих галузях промисловості досягають 50-60% (електронна, радіотехнічна та інші). Ефективність цих затрат визначається достовірністю і порівнюваністю вимірювань, які можуть бути досягнуті лише в умовах добре організованого метрологічного забезпечення господарства країни.
Стандарти ДСВ позначаються перед номером стандарту цифрою 8.
Система стандартів безпеки праці (ССБП)
Ця система встановлює єдині правила і норми, що стосуються безпеки людини в процесі праці. Введення системи в дію забезпечує значне зниження виробничого травматизму і професійних захворювань.
Стандарти ССБП позначаються перед номером стандарту цифрою 12.
Єдина система технологічної підготовки виробництва (ЄСТПВ)
Це комплекс міждержавних стандартів і галузевих систем технологічної підготовки виробництва, при виконанні вимог яких створюються умови для скорочення строків підготовки виробництва, освоєння і випуску продукції заданої якості, забезпечення високої гнучкості виробничої структури і значної економії трудових, матеріальних і фінансових ресурсів.
Страницы: 1, 2, 3