1tom225

-452

9. METROLOGIA

wartości. Niepewność nastawionej wartości rezystancji wyznacza się składając ni ność użytych dekad. Wymagania dokładnościowe dla dekad są takiejak dla odpowied^' klas oporników jednomiarowych. Dopuszcza się większą sem kontaktową — do 5?-Wymagania i badania są zawarte w PN-90/E-06508, sposób sprawdzania—_w r_no, ^■ cji 5,971/2 (Dz. N. i M. nr 14, 1984).

9.3.3.2. Wzorce pojemności i indukcyjności

Pierwotne etalony pojemności i indukcyjności własnej są wzorcami liczalnymi, tz_n obliczane teoretycznie, a dokładność wykonania materialnych modeli oparta’jest ^ dokładnych pomiarach długości. Ocenia się, że niepewność odtworzenia wzorcow^ pierwotnej miary pojemności i indukcyjności wynosi ±(0,1 — 1) ppm (dokładno^' pojemności jest lepsza niż dokładność indukcyjności). Wtórne wyznaczanie wzorców? miary indukcyjności odbywa się prz.cz komparację z liczalnym wzorcem pojemności' ponieważ ten ostatni jest dokładniejszy. Uwierzytelnianie wzorców indukcyjności prze7 porównanie z wzorcami pojemności jest stosowane również na niższych poziomach dokładności. W Polsce państwowy etalon pojemności i indukcyjności jest etalonem grupowym.

Etalony pojemności niższych rzędów dokładności i wzorce użytkowe pojemności sa kondensatorami wzorcowymi. Wykonuje się kondensatory powietrzne do 10 nF lub

0    większej wartości z dielektrykami stałymi (kwarc, tworzywa sztucznc).Wykonuje się też kondensatory powietrzne o pojemności nastawianej w sposób ciągły, w przedziale do 1000 pF.

Tolerancja wykonania danej nominalnej pojemności jest dość duża, np. jest bardzo dobrze, gdy wynosi ±0,05%; natomiast niepewność uwierzytelnienia może być znacznie mniejsza i bliska niepewności ctalonu pierwotnego. Dokładne uwierzytelnienie wzorca jest użyteczne, ponieważ stałość pojemności kondensatorów jest duża (np. bardzo dobra — 20 ppm/a) w warunkach odniesienia. W przypadku, gdy dokładność względna jest duża — a zawsze, gdy pojemność wzorcowa jest mała — nie mogą być pomijane pojemności elektrod w stosunku do ekranu.

Pojemność kondensatora wzorcowego zmienia się pod wpływem temperatury (5^-50 ppm/K), wilgotności i ciśnienia (jeżeli jest niehermetyzowany) oraz częstotliwości. Niepewność uwierzytelnienia jest podawana dla danej częstotliwości; typowa częstotliwość wynosi 1 kHz.

Składową czynną kondensatorów charakteryzuje się za pomocą współczynnika stratności tgd równego a>CR_s, gdy R_s jest rezystancją zastępczą strat w schemacie szeregowym lub l/coCR_r, gdy R_r —jest odpowiednią rezystancją w schemacie zastępczym równoległym. Dla kondensatorów wzorcowych powietrznych tg<5 jest rzędu (0,1 -t-0,5)-10^-6. Dla kondensatorów' o dielektryku stałym tgd wynosi ok. (0,3 -t-10)-10 •

Wykonuje się dekady i zestawy dekadowe kondensatorów. Dekada lub zestaw wykonany z tolerancją ±0,5% przedstawia dużą dokładność wykonania, ale może b>e uwierzytelniony dokładniej. Typowe napięcie znamionowe dekadowych kondensatorów wynosi 250 V. Do celów' specjalistycznych wykonuje się wzorce jednomiarowe wysokicg napięcia (np. z dielektrykiem gazowym, sprężonym).    . ,

Wzorce indukcyjności własnej i wzajemnej są cewkami wykonanymi jako jedn miarowe o wartościach nie większych niż 1 H albo jako dekadowe lub zestawy 9^ck ,_vi Wykonuje się nastawne w sposób ciągły, tzw. wariometry. Typowe dane dokładnoscio

1    warunki odniesienia są takie jak dla pojemności.    .

Składową czynną indukcyjności charakteryzuje się w dwojaki sposób: P°“^a^^ea[jei rezystancję uzwojenia dla prądu stałego albo podaje się dobroć Q = (oL/R d*^{a 0} częstotliwości (typowa — 1000 Hz). Dobroć jest mała (np. 1) dla wzorców o malej "^ar _o5i i duża (np. 500) dla wzorców o dużej wartości. Dopuszczalne obciążenie prądem w) 10-t-100mA.    0 1985)-

Sposób sprawdzania indukcyjności zawiera Instrukcja 5,9902/2 (Dz. N. i M. nr 9. a pojemności — Instrukcja 5,9901/1 (Dz. N. i M. nr 9, 1985).

f itKTRYCZNE mierniki analogowe

.453

L    —__—    ------------------ -----

p 4. Elektryczne mierniki analogowe

9.4.1. stan techniki

, _ktrVCznymi miernikami wskazówkowymi nazywa się przede wszystkim te przyrządy alogowe, w strukturze których dominującą funkcję pomiarową realizuje się za pomocą Yktromechanicznego przetwornika pomiarowego wielkości elektrycznej na wskazanie. Natomiast mówi się o miernikach analogowych, że są przetwornikowe wówczas, gdy dominującą funkcję pomiarową realizuje się za pomocą przetwornika elektronicznego. Miernik wskazówkowy jest wówczas przecie wszystkim urządzeniem do wizualizacji wskazania, jeśli wielkość mierzona jest już przetworzona na sygnał prądu stałego.

pierwotnie budowano i stosowano różnorodne konstrukcje elektrycznych mierników wskazówkowych do rozwiązywania różnych zadań pomiarowych. Obecnie stosuje się przede wszystkim te konstrukcje, które są uniwersalnie użyteczne i konkurencyjne w stosunku do współczesnych elektronicznych rozwiązań przetwornikowych — analogowych i cyfrowych. Tak jest dlatego, że mierniki wskazówkowe nic są użyteczne do zautomatyzowanych systemów pomiarowych oraz nie są konkurencyjne jako mierniki dokładniejsze; rozwiązania elektroniczne równorzędnej dokładności (klasy 0,2 lub lepszej) są tańsze i trwalsze.

Najbardziej rozpowszechnionym wśród mierników wskazówkowych jest obecnie miernik magnetoelektryczny, stosowany przede wszystkim jako miernik tablicowy, aparatowy lub przenośny średniej dokładności (klasy 0,5), lecz niejako miernik dokładny (klasy 02 lub 0,1).

Oprócz zastosowania do pomiaru napięcia i prądu stałego jest używany wraz z odpowiednimi przetwornikami elektronicznymi do pomiarów z małą i przeciętną dokładnością wszystkich wielkości elektrycznych, również prądu przemiennego. Wówczas spełnia funkcję pomocniczą.

Mierniki elektromagnetyczne są obecnie stosowane do pomiaru skutecznego napięcia lub prądu przemiennego z przeciętną lub lepszą dokładnością (np. klasy 0,2) w rozszerzonym paśmie częstotliwości (do 500 Hz lub nawet do 1000 Hz); użycie elektromagnetycznych mierników tablicowych zanika. Podobny obszar zastosowań mają mierniki elektrodynamiczne, lecz tylko w dokładnym wykonaniu (klasy 0,2). Są one konkurencyjne (' warunkach laboratoryjnych jako dokładne watomierze (lub waromierze) prądu stałego ■ zmiennego, szczególnie niesinusoidalnego w paśmie częstotliwości do 1000 Hz lub " dobrym wykonaniu — do 2000 Hz.

Jako watomierze tablicowe i przenośne mierniki średniej dokładności są stosowane bierniki ferrodynamiczne. Jednak również one są zastępowane coraz częściej miernikami Przetwornikowymi.

⁵'4.2. Właściwości i typowe parametry

ję^^ctWorruk elektromechaniczny (ustrój pomiarowy, system pomiarowy) wyjątkowo dni^sarno'^stnie miernikiem wskazówkowym. Najczęściej jest stosowany z odpowie-romie£^2yborem (°P^orn'l^acrn szeregowym lub bocznikiem) jako woltomierz lub ampe-

P°nria^^eS komiarowy miernika jest takim przedziałem wielkości mierzonej (obszarem Zaj, ^^rowym), w którym są spełnione wymagania dokładnościowe danego miernika. "~jeo^S P^ort]>arowy jest nie większy od zakresu wskazań, a wówczas gdy jest mniejszy odnjg?    są oznaczone kropkami na podziclni. Dokładność miernika w warunkach

«a_Wo‘^em« Pianych w tabl. 9.1 jest scharakteryzowana błędem dopuszczalnym pod-n_ym Tm, którego wartość nie może być przekroczona przez błąd wskazania w dowol-doą_atu^Un^^c'^e zakresu pomiarowego. W warunkach użytkowania mogą powstać błędy Poą_st "^Wei które muszą pozostać w odpowiedniej relacji do błędu dopuszczalnego kc_ych p ^Wego, jeśli się nie przekracza przewidywanego zakresu zmian wielkości wpływa-^■ałe n ^zekr°c⁷enie wartości granicznych wielkości wpływających może powodować aruszenie dokładności lub uszkodzenie miernika.