Методи повірки (калібровки)
Допускається застосування чотирьох методів повірки (калібровки) засобів вимірювання:
• безпосереднє порівняння з еталоном;
• порівняння з допомогою компаратора;
• прямі вимірювання величин;
• непряме вимірювання величин.
Метод безпосереднього порівняння повіряючого (калібруючого) засобу вимірювання з еталоном відповідного розряду широко застосовується для різних засобів вимірювань в таких областях, як електричні і магнітні вимірювання, для визначення напруги, частоти і сили струму. В основі методу лежить проведення одночасних вимірювань однієї і тієї ж фізичної величини повіряючим (калібруючим) і еталонним приладами. При цьому визначають похибку, як різницю показань повіряючого і еталонного засобу вимірювання, приймаючи показання еталона за дійсне значення величини. Зручність цього методу в його простоті, наочності, можливості застосування автоматичної повірки, відсутності потреби у складному обладнанні.
Для другого методу необхідний компаратор - прилад порівняння, при допомозі якого порівнюються повірочні (калібруючі) і еталонні засоби вимірювання. Потреба у компараторі виникає при неможливості порівняння показання приладів, що вимірюють одну й ту ж величину.
Наприклад, двох вольтметрів, один з яких придатний для постійного струму, а інший - змінного. В подібних ситуаціях в схему повірки (калібровки) вводиться проміжний кільце-компаратор. Для даного прикладу знадобиться тенціометр, який буде компаратором. На практиці компаратором може бути будь-який засіб вимірювання, якщо він однаково реагує на сигнали як повіряючого (калібруючого), так і еталонного вимірювального пристроїв. Гідністю даного методу спеціалісти вважають послідовне у часі порівняння двох величин.
Метод прямих вимірювань застосовується, коли дійсне значення вимірювальних величин неможливо визначити прямим вимірюванням або коли непрямі вимірювання бувають більш точні, ніж прямі. Цим методом визначають не характеристику, а інші величини, пов'язані з нею певною залежністю. Шукана характеристика визначається розрахованим шляхом. Наприклад, при повірці (кал і бровці) вольтметра постійного струму еталонним амперметром установлюють силу струму, одночасно визначаючи опір.
Розрахункове значення напруги порівнюють з показниками повіряючого (калібруючого) вольтметра. Метод непрямих вимірювань звичайно застосовують в установках автоматизованої повірки (калібровки).
Повірочні схеми
Для забезпечення правильної передачі розмірів одиниць вимірювання від еталона до робочих засобів вимірювання складають повірочні схеми, що установлюють метрологічні співпідлеглості державного еталона, розрядних еталонів і робочих засобів вимірювання.
Повірочні схеми розподіляють надержавні і локальні. Державні повірочні схеми розповсюджуються на всі засоби вимірювання даного виду, що застосовуються в країні.Локальні повірочні схеми призначені для метрологічних органів міністерств, розповсюджуються вони також і на засоби вимірювання підлеглих підприємств. Крім того, може складатися і локальна схема на засоби вимірювання, які використовуються на конкретному підприємстві. Всі локальні повірочні схеми повинні відповідати вимогам співпідлеглості, що визначена державною повірочною схемою (рис. 1.9).
Державні повірочні схеми розроблюються науково-дослідними інститутами Держстандарту України, власниками державних еталонів.
В деяких випадках буває неможливо одним еталоном відтворювати весь діапазон величин, тому у схемі може бути передбачено декілька первинних еталонів, котрі в сукупності відтворюють всю шкалу вимірювань. Наприклад, шкала температури від 1,5 до 1´10(5)К відтворена двома державними еталонами.
Державні повірочні схеми затверджуються Держстандартом України, а локальні - відомчими метрологічними службами або керівництвом підприємства.
Розглянемо в загальному вигляді зміст державної повірочної схеми.
Найменування еталонів і робочих засобів вимірювань звичайно розміщують у прямокутниках (для державного еталона прямокутник двоконтурний). Тут же вказують метрологічні характеристики для даної сходинки схеми.
У нижній частині схеми розміщені робочі засоби вимірювань, які залежно від їх ступеня точності (тобто похибки вимірювань) розділяють на чотири категорії: найвищої точності, високої точності, середньої точності, найнижчої точності.
Найвища точність звичайно співвідноситься зі ступенем похибки засобів вимірювання державного еталона. В кожному ступені повірочної схеми регламентується порядок (метод) передачі розміру одиниці
Рис. 1.9. Загальний вигляд державної повірочної схеми.
Найменування методів повірки (калібровки) розміщуються в овалах, в яких також вказується допустима похибка методу повірки (калібровки). Основним показником достовірності передачі розміру одиниці величини є співвідношення похибки засобів вимірювань між вищестоящим і нижчестоящим ступенями по-нірочної схеми. В ідеалі це співвідношення повинно бути 1:10, але на практиці досягнути цього не вдається, і мінімально допустимим співвідношенням прийнято рахувати 1:3. Чим більша величина цього співпідношення, тим менше переконань в достовірності показань вимірювального приладу.
При розробці конкретних повірочних схем необхідно дотримуватись наведеної схеми. Строге виконання повірочних схем і своєчасна повірка розрядних еталонів - необхідні умови для передачі достовірних розмірів одиниць вимірювання робочим засобам вимірювання.