11Алгоритм проведения поверки мультиметра MXD 4660A Voltcraft в режиме омметра
Епифанцев Кирилл Валерьевич
кандидат технических наук, доцент, Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения, epifancew@gmail.com
В процессе развития профессиональных компетенций студентов важным элементом является развитие навыков проведения поверки средств электроизмерений. В описанной ниже методике представлен порядок организации метода поверки мультиметра в режиме омметра. Главной целью представленной работы является освоение порядка проведения поверки мультиметра в режиме омметра с помощью магазина сопротивлений Р33.
Таким образом, выполняя последовательно действия по заполнению таблиц, у студентов формируется понимание процедуры проведения поверки прибора с помощью эталонного блока сопротивления Р33, который является важным компонентом - образцовым типом прибора для оценки погрешности измерений электрооборудования. Данный алгоритм необходим для формирования профессиональных компетенции по дисциплине «Метрология и радиоизмерения».
Ключевые слова: поверка мультиметра, блок сопротивлений, мультиметр, лабораторная работа для студентов
Используемый в качестве омметра мультиметр Voltcraft имеет класс точности 0,5 и режим отображения реального/эффективного значения напряжения переменного тока (функция True RMS). Мультиметр VC 4660А (Рис.2, слева) подходит для точного измерения постоянного и переменного напряжения, постоянного и переменного тока, частоты, сопротивления, теста диодов и транзисторов, прозвонки и тестирования логических уровней. С его помощью можно проводить удержание данных, автоматическое запоминание минимального, максимального и среднего значения измеряемой величины, есть функция сравнения с заданным значением (с индикацией разности величин и соотношения, выраженного в %). На дисплее возможна одновременная индикация нескольких величин, например, напряжения и частоты.
Рис.1 - Магазин сопротивлений без верхней панели (слева) и в рабочем состоянии (справа)
Магазин сопротивления Р33 (рис.1) предназначен для воспроизведения значений электрического сопротивления постоянному току и для применения в качестве многозначной меры электрического сопротивления (ММЭС) в цепях постоянного тока.
Принцип действия магазинов сопротивлений заключается в воспроизведении необходимых значений сопротивлений с помощью резистивных элементов, представляющих собой наборы катушек, расположенные диаметрально у каждого из шести контакторов. Каждый из контакторов предназначен для набора сотен, десятков, единиц и целых, десятых долей сопротивления, измеряемых в Ом.
В процессе выполнения работы студенты должны произвести поверку омметра, который является составной частью мультиметра MXD 4660A Voltcraft. Для этого необходимо воспользоваться соответствующим стандартом - ГОСТ 8.409-81 Омметры. Методы и средства поверки. В данном ГОСТе подробно описан ход проведения поверки [3].
При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:
- температура воздуха (20±5)^ при поверке омметров классов точности 1-4 и (20±2)°С - при проверке более точных омметров;
- относительная влажность воздуха 45-80%.
При проведении внешнего осмотра омметра должно быть установлено:
- соответствие комплектности (за исключением ЗИП);
- отчетливая видимость всех надписей, предусмотренных нормативно-технической документацией на омметр конкретного типа.
Отсутствие следующих неисправностей и дефектов:
- неудовлетворительное крепление деталей электрических соединителей и конкретных зажимов;
- непрочное крепление стекла, трещины, царапины, загрязнения и другие изъяны, мешающие считыванию показаний;
- коробление или загрязненность шкалы;
- следы обугливания или повреждения изоляции внешних токоведущих частей омметра;
- грубые механические повреждения наружных частей омметра, отсутствие ручек регулировки;
- коробленное, потускневшее или разбитое антипараллаксное устройство;
- наличие отсоединившихся частей внутри омметра.
При наличии какого-либо фактора необходимо указать это в протоколе поверки.
Электрическую прочность изоляции проверяют путем осмотра токоведущих проводов и наличия порезов, изломов, порывов.
При опробовании проверяют исправность переключателей, органов плавной регулировки и коммутирующих устройств. Омметры не должны иметь ни одной из перечисленных ниже неисправностей:
- недостаточно четкая фиксация положений переключателей, невозможность установки переключателей хотя бы в одно из предусмотренных положений;
- неисправность, несоответствие съемных частей коммутирующих устройств;
- неплавный ход и заедание органов плавной регулировки, невозможность поворота органов плавной регулировки на определенный угол;
- проворачивание креплений переключателей или элементов плавной регулировки либо их рукояток.
При наличии какого-либо фактора, необходимо указать это в протоколе поверки.
Также проверяют работу функций программирования и памяти. Фото заносится в протокол поверки.
Алгоритм методики
Необходимо включить поверяемый омметр и подготовить его к работе в соответствии с указаниями технической документации. Ко входу омметра подключают магазин сопротивлений (рис.2) и, плавно изменяя сопротивление, убеждаются в возможности установки указателя на данном диапазоне на любую отметку шкалы и в отсутствии зависания дисплея.
Рис.2 - Порядок подключения мультиметра к магазину сопротивлений
К входу омметра поочередно подключают резисторы, значения сопротивлений которых близки к середине диапазона измерения всех диапазонов и измеряют значение этих сопротивлений.
В диапазонах измерений менее 10 Ом и свыше 10 Ом опробование выполняют по однозначным мерам сопротивления.
Омметр не должен иметь следующих неисправностей:
- невозможность установки нуля или калибровочной отметки хотя бы на одном из диапазонов;
- невозможность работы хотя бы на одном из поддиапазонов;
- скачкообразные изменения показаний при плавном изменении подключенного сопротивления.
Напряжение на зажимах определяют для всех омметров, у которых эта величина нормирована в нормативно-технической документации по методике, изложенной в ГОСТ 23706-79 , разд.5. Отклонение напряжения от номинального не должно превышать 10%.
Влияние наклона прибора на показания омметра определяют на любом диапазоне. Указатель омметра при помощи магазина сопротивления устанавливают на отметку шкалы, близкую к ее геометрической середине. Отклоняют омметр от указанного на нем нормального положения последовательно в четырех направлениях на 5°. Смещение указателя не должно превышать предела основной допускаемой погрешности.
Основную погрешность определяют методом измерения поверяемым омметром сопротивления образцовой меры [1,2].
Абсолютную основную погрешность на данной отметке шкалы определяют в последовательности, приведенной ниже.
Образцовую многозначную меру сопротивления (магазин сопротивлений Р33) подключают к зажимам поверяемого омметра. Изменяя сопротивление меры, устанавливают указатель на проверяемую отметку шкалы, подводя указатель к этой отметке
сначала с одной стороны, а затем с другой (при плавном подводе указателя с одной стороны стрелка не должна переходить через проверяемую отметку). Определяют два значения погрешностей.
За абсолютную основную погрешность принимают наибольшую (по абсолютному значению) разность между показаниями мультиметра и Р33 (рис.12). Отклонения относительной погрешности должны укладываться в класс точности прибора 0,5%. Для осуществления измерений необходимо заполнить таблицу 1.
Таблица 1
Результаты измерений сопротивления
<ь R на Выходные значения Выходные значе- Абсолютная по- Абсолютная по-
ср ф и: S i S 1 блоке омметра Voltcraft ния омметра Volt- грешность при грешность при
Р33,Ом при увеличении R на блоке Р33,Ом craft при уменьшении R на блоке увеличении R на блоке Р33,Ом уменьшении R на блоке Р33,Ом
z Р33,Ом
1 1,9
2 2,3
3 2,4
4 3,6
5 5,8
6 10,2
7 14,5
8 18,9
9 20,8
10 22,5
11 50,6
12 55,6
13 101,9
14 102,3
15 102,4
16 103,6
17 105,8
18 100,2
19 114,5
20 118,9
21 120,8
22 122,5
23 150,6
24 155,6
25 300
26 406
27 507,8
28 607,8
29 707,4
30 707,8
31 707,3
32 807,1
33 807,8
34 907,8
35 1507,8
Далее необходимо рассчитать относительную погрешность по максимальному значению абсолютной погрешности.
Процедура поверки омметра включает в себя обязательную процедуру заполнения представленных ниже таблиц согласно ГОСТ [3].
Таблица 2
Условия проведения поверки 1
Параметр Результат
Текущая температура
Влажность воздуха
Таблица 3 Внешний осмотр
Проверяемый элемент Да/нет, комментари
соответствие комплектности (за исключением ЗИП);
отчетливая видимость всех надписей, предусмотренных нормативно-технической документацией на омметр конкретного типа;
Отсутствие следующих неисправностей и дефектов:
неудовлетворительное крепление деталей электрических соединителей и конкретных зажимов;
непрочное крепление стекла, трещины, царапины, загрязнения и другие изъяны, мешающие отсчитыванию показаний;
коробление или загрязненность шкалы;
следы обугливания или повреждения изоляции внешних токове-дущих частей омметра;
грубые механические повреждения наружных частей омметра, отсутствие ручек регулировки;
коробленное, потускневшее или разбитое антипараллаксное устройство;
наличие отсоединившихся частей внутри омметра.
Таблица 4 Проверка электрической прочности изоляции
Проверяемый элемент Результат осмотра
Состояние провода, изоляции
Состояние клемм
Состояние вилки
Таблица 5 Опробование
Проверяемый элемент Да/нет, комментарии
недостаточно четкая фиксация положений переключателей, невозможность установки переключателей хотя бы в одно из предусмотренных положений;
неисправность, несоответствие съемных частей коммутирующих устройств;
неплавный ход и заедание органов плавной регулировки, невозможность поворота органов плавной регулировки на определенный угол;
проворачивание креплений переключателей или элементов плавной регулировки либо их рукояток.
работа функций программирования и памяти. Фото заносится в протокол
Таблица 6
Опробывание пределов
Проверяемый элемент Комментарии
Диапазон менее 10 Ом
Диапазон более 10 Ом
Напряжение на зажимах определяют для всех омметров, у которых эта величина нормирована в нормативно-технической документации. Отклонение напряжения от номинального не должно превышать 10%.
Таблица 7
Определение влияния наклона
Угол наклона, град Результат на измерении 10 Ом
15
40
60
80
180
Итог - на основании результатов первичной поверки блок сопротивлений мультиметра Voltcraft признан соответствующим/не соответствующим установленным в описании типа метрологическим требованиям и пригодным к применению в сфере государственного регулирования ОЕИ [3].
Таблица 8
Данные поверителя
Данные Выходные параметры
ФИО
Сведения об образовании
Дата проведения поверки, адрес, название лаборатории
Таким образом, выполняя последовательно действия по заполнению таблиц, у студентов формируется понимание процедуры проведения поверки прибора с помощью эталонного блока сопротивления Р33, который является важным компонентом -образцовым типом прибора для оценки погрешности измерений электрооборудования. Данный алгоритм необходим для формирования профессиональных компетенции по дисциплине «Метрология и радиоизмерения».
Литература
1. Электрорадиоизмерения. Практикум Шишмарёв, В. Ю. Электрорадиоизмере-ния. Практикум: практическое пособие для вузов / В. Ю. Шишмарёв. — 3-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 234 с.
2. Метрология и радиоизмерения: учебно-методическое пособие / Т. П. Мишура, К. В. Епифанцев ; С.-Петерб. гос. ун-т аэрокосм. приборостроения. - Санкт-Петербург : Изд-во ГУАП, 2020. - 78 с.
3. ГОСТ 8.409-81 Омметры. Методы и средства поверки.
Verification of the MXD 4660A Voltcraft multimeter in ohmmeter mode Epifantsev K.V.
Saint Petersburg State University of Aerospace Instrumentation
In the process of developing students' professional competencies, an important element is the development of skills for conducting verification of electrical measuring instruments. In the methodology described below, the procedure for organizing the multimeter verification method in the ohmmeter mode is presented. The main purpose of the presented work is to master the procedure for conducting multimeter verification in the ohmmeter mode using the resistance store P33. Thus, by performing successively the steps to fill in the tables, students develop an understanding of the procedure for checking the device using the reference resistance block P33, which is an important component - an exemplary type of device for assessing the measurement error of electrical equipment. This algorithm is necessary for the formation of professional competence in the discipline "Metrology and radio measurements". Keywords: multimeter verification, resistance block, multimeter, laboratory work for students References
1. Electroradio measurements. Workshop Shishmarev, V. Yu. Electroradio measurements. Workshop: a practical guide for
universities / V. Yu. Shishmarev. - 3rd ed., Rev. and additional - Moscow: Yurayt Publishing House, 2020. - 234 p.
2. Metrology and radio measurements: teaching aid / T. P. Mishura, K. V. Epifantsev; St. Petersburg. state un-t aerospace.
instrumentation. - St. Petersburg: GUAP Publishing House, 2020. - 78 p.
3. GOST 8.409-81 Ohmmeters. Methods and means of verification.
