ĐLVN 101:2002 doc

3 văn bản kỹ thuật đo lờng việt nam ĐLVN 101 : 2002 Vôn mét điện tử - Quy trình hiệu chuẩn Electronic voltmeter - Methods and means of calibration 1 Phạm vi áp dụng Văn bản kỹ thuật ny quy định phơng pháp v phơng tiện hiệu chuẩn các loại vôn mét điện tử có các tính năng kỹ thuật nằm trong phạm vi sau: - Điện áp một chiều từ 10 mV đến 1000 V; - Điện áp xoay chiều hình sin từ 10 mV đến 300 V; tần số từ 20 Hz đến 30 MHz; 2 Các phép hiệu chuẩn Phải lần lợt tiến hnh các phép hiệu chuẩn ghi trong bảng 1. Bảng 1 Tên phép hiệu chuẩn Theo điều no của QTHC 1. Kiểm tra bên ngoi 5.1 2. Kiểm tra kỹ thuật 5.2 3.Kiểm tra đo lờng - Xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp một chiều 5.3.1 - Xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều. 5.3.2 - Xác định sai số do tần số khi đo điện áp xoay chiều 5.3.3 4. Đánh giá độ không đảm bảo đo 6 3 Phơng tiện hiệu chuẩn 3.1 Khi tiến hnh hiệu chuẩn phải sử dụng các phơng tiện ghi trong bảng 2. 4 ĐLVN 101 : 2002 Bảng 2 Phơng tiện hiệu chuẩn Các đặc trng kỹ thuật 1. Vôn mét chuẩn một chiều v các bộ chia điện áp chuẩn một chiều Dải đo từ 10 mV đến 1000 V 2. Vôn mét chuẩn xoay chiều Dải đo từ 10 mV đến 300 V, tần số từ 20 Hz đến 30 MHz. 3. Nguồn điện áp một chiều Điện áp ra từ 10 mV đến 1000 V, độ không ổn định điện áp ra không vợt quá 0,1 sai số cơ bản cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. Độ gợn sóng tần số công nghiệp (tính bằng phần trăm) không vợt quá 0,1 giá trị sai số cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn 4. Nguồn điện áp xoay chiều Điện áp ra từ 10 mV đén 300 V, tần số từ 20 Hz đến 30 MHz; Độ không ổn định điện áp ra không vợt quá 0.1 sai số cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. Hệ số méo phi tuyến gây ra sai số không vợt quá 1/5 sai số cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn 6. Thiết bị chuyên dùng để hiệu chuẩn vôn mét điện tử Điện áp một chiều từ 10 mV đến 1000 V Điện áp xoay chiều từ 10 mV đến 300 V tần số từ 20 Hz đến 30 MHz; Độ không ổn định không vợt quá 0,1 sai số cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn . Hệ số méo phi tuyến gây ra sai số không vợt quá 1/5 sai số cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn . Độ gợn sóng tần số công nghiệp (tính bằng phần trăm) không vợt quá 0,1 giá trị sai số cho phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. 7- Bộ lọc tần số Dải tần số 20Hz đến 30 MHz 5 ĐLVN 101 : 2002 3.2 Yêu cầu chung đối với các phong tiện hiệu chuẩn 3.2.1 Các phơng tiện dùng để hiệu chuẩn phải có sai số nhỏ hơn ít nhất 3 lần sai số của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. 3.2.2 Các phơng tiện dùng để hiệu chuẩn phải l các phơng tiện đã đợc hiệu chuẩn v đợc cấp giấy chứng nhận hiệu chuẩn của các cơ quan có thẩm quyền 4 Điều kiện hiệu chuẩn . Khi tiến hnh hiệu chuẩn phải đảm bảo các điều kiện sau đây: Nhiệt độ môi trờng: (20 5) o C Độ ẩm tơng đối: (65 + 15) % RH áp suất khí quyển: (750 + 30) mmHg Điện áp nguồn nuôi: U ac = (1 + 0,02) U d (50 + 0,5) Hz Trong đó: U ac : điện áp nguồn nuôi ; U d : điện áp danh định của nguồn nuôi. 5 Tiến hnh hiệu chuẩn 5.1 Kiểm tra bên ngoi Phải kiểm tra bên ngoi theo các yêu cầu sau đây: 5.1.1 Vônmét điện tử cần hiệu chuẩn phải nguyên vẹn không bị hỏng cơ khí, các vạch khắc độ trên đồng hồ chỉ thị phải rõ rng, các núm nút điều khiển dễ dng. 5.1.2 Cầu chì, đèn hiệu đúng trị số v không hỏng. 5.1.3 Khi cha cắm cáp nguồn vo mạng điện, kim chỉ thị của vôn mét điện tử phải thiết lập đợc ở điểm "O" cơ khí. 5.2 Kiểm tra kỹ thuật Phải kiểm tra kỹ thuật theo các yêu cầu sau đây: 5.2.1 Cắm cáp nguồn vo mạng điện, bật công tắc nguồn đèn chỉ thị phải sáng, sấy máy theo chỉ dẫn của từng loại máy. Nếu không có chỉ dẫn thì phải sấy 30 phút đối với vônmét dùng đèn điện tử, sấy 15 phút đối với vônmét dùng đèn bán dẫn. 5.2.2 Ngắn mạch đầu vo của vônmét điện tử, kiểm tra khả năng thiết lập kim chỉ thị ở điểm "O" điện. 6 ĐLVN 101 : 2002 5.2.3 Đa điện áp vo cực đo của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn kiểm tra sự dịch chuyển tự do của kim chỉ thị trên ton bộ thang đo của một trong những thang đo của vôn mét cần kiểm. Đối với vônmet hiện số thì chỉ thị phải thay đổi khi điện áp đầu vo thay đổi 5.3 Kiểm tra đo lờng Vôn mét điện tử đợc kiểm tra đo lờng theo trình tự, nội dung, phơng pháp v yêu cầu sau đây: 5.3.1 Xác định sai số cơ bản của vônmét điện tử khi đo điện áp một chiều. 5.3.1.1 Nếu dùng thiết bị chuyên dụng để hiệu chuẩn vôn mét điện tử thì sai số cơ bản của vônmét điện tử khi đo điện áp một chiều đợc xác định bằng phơng pháp trực tiếp sau: a - Sơ đồ kiểm tra mắc theo hình 1: Hình 1: Sơ đồ kiểm tra sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp một chiều b - Trớc mỗi phép kiểm tra phải thiết lập chỉ thị của vôn mét điện tử ở điểm "O" điện. Mỗi phép đo phải tiến hnh 2 lần khi tăng dần v khi giảm dần điện áp. Trong mỗi phép đo điều chỉnh điện áp ra của thiết bị chuyên dụng để vôn mét điện tử chỉ đúng vạch cần kiểm tra. Đọc trực tiếp sai số tơng đối trên thiết bị chuyên dụng v ghi vo bảng 1 của biên bản hiệu chuẩn (xem phụ lục). c - Sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp một chiều đợc xác định ở tất cả các vạch kiểm tra trên các thang cơ bản của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. Trên các thang còn lại thì kiểm tra ở điểm cuối thang v ở những điểm m khi kiểm tra trên thang cơ bản có sai số dơng v âm lớn nhất (hoặc l ở những điểm có sai số lớn nhất v nhỏ nhất nếu tất cả các điểm kiểm tra có sai số cùng dấu). Nếu không có chỉ dẫn thì có thể chọn thang cơ bản l những thang đợc vạch trên hệ thống vạch số của vôn mét điện tử. Đối với vônmét hiện số sai số cơ bản đợc xác định tại tất cả giải đo mỗi giải đó ít nhất 5 giá trị 5.3.1.2 Nếu không có thiết bị chuyên dụng thì xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp một chiều bằng phơng pháp so sánh giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn với giá trị đo đợc của vôn mét chuẩn. Có thể so sánh trực tiếp hay so sánh qua bộ chia điện áp chuẩn. Thiết bị chuyên dùng để hiệu chuẩn vônmét điện tử Vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn 7 ĐLVN 101 : 2002 a - Sơ đồ kiểm tra mắc theo hình 2a, 2b, 2c Hình 2a: Sơ đồ kiểm tra sai số cơ bản của vônmét điện tử khi đo điện áp một chiều khi giới hạn đo của vôn mét cần hiệu chuẩn tơng đơng với giới hạn đo của vônmét chuẩn. Hình 2b: Sơ đồ kiểm tra sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp một chiều với phạm vi đo của vôn mét cần hiệu chuẩn lớn hơn phạm vi đo của vôn mét chuẩn. Hình 2c: Sơ đồ kiểm tra sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp một chiều với phạm vi đo của vôn mét cần hiệu chuẩn nhỏ hơn phạm vi đo của vôn mét chuẩn. Chú thích: Khi mắc sơ đồ nh hình 2b v hình 2c phải đảm bảo điện trở ra của bộ chia điện áp chuẩn không đọc vợt quá giá trị tính theo công thức sau: 1000 .R R v r = (1) N g uồn điện á p m ộ t chiều Vôn mét chuẩn Vôn mét cần hi ệ u chuẩn N g uồn điện á p m ộ t chiều Bộ chia điện á p chuẩn Vôn mét chuẩn Vôn mét cần hiệu chuẩn N g uồn điện á p một chiều Bộ chia điện á p chuẩn Vôn mét cần hiệu chuẩn Vôn mét chuẩn 8 ĐLVN 101 : 2002 Trong đó: R r : điện trở ra của bộ chia điện áp chuẩn, (); R v : điện trở vo của vôn mét mắc ở đầu ra của bộ chia điện áp chuẩn, (); : sai số tơng đối cho phép của vôn mét cần hiệu chuẩn, (%). b - Trớc mỗi phép kiểm tra phải thiết lập số chỉ của vôn mét điện tử ở điểm "O" điện. Mỗi phép đo phải tiến hnh 2 lần khi tăng dần v khi giảm dần điện áp. Kết quả đo đợc xác định bằng trung bình cộng của các lần đo. Kết quả đo ghi vo bảng 1 của biên bản hiệu chuẩn. c - Các điểm kiểm tra nh điểm c của mục 5.3.1.1. 5.3.1.3 Nếu kết quả đo vợt quá giới hạn cho phép thì không đợc kiểm tra các phần tiếp theo. 5.3.1.4 Tính sai số cơ bản của vônmét điện tử cần hiệu chuẩn tại điểm kiểm tra khi đo điện áp một chiều nh sau: a - Nếu xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn khi đo điện áp một chiều bằng thiết bị chuyên dụng, cho phép đọc trực tiếp sai số tơng đối ( r ), thì tính sai số quy đổi ( q ) của vôn mét điện tử theo công thức sau: q = U U g (2) Trong đó: U : giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn; U g : giá trị giới hạn cuối thang. b - Nếu xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn khi đo điện áp một chiều theo hình 2a, 2b, 2c thì tính sai số cơ bản nh sau: - Sai số tuyệt đối tính bằng đơn vị của điện áp theo công thức sau: Đối với sơ đồ hình 2a = U - U o (3) Đối với sơ đồ hình 2b = U - AU 0 (4) Trong đó: A: hệ số chia của bộ chia điện áp chuẩn. 9 ĐLVN 101 : 2002 Đối với sơ đồ hình 2c == U - BU o (5) Trong đó: B = - 1 A - hệ số truyền của bộ chia điện áp chuẩn; U : giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn; U o : giá trị đo đợc của vôn mét chuẩn. - Sai số tơng đối tính bằng phần trăm theo công thức sau: Đối với sơ đồ hình 2a = U o 100 (6) Đối với sơ đồ hình 2b = AU o 100 (7) Đối với sơ đồ hình 2c = BU o 100 (8) - Sai số tơng đối danh định ( t ) của vôn mét điện tử tính bằng phần trăm theo công thức sau đây: t = U o 100 (9) - Sai số quy đổi ( q ) của vô mét điện tử, tính bằng phần trăm theo công thức sau: q = U g 100 (10) 5.3.2 Xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử, khi đo điện áp xoay chiều. 5.3.2.1 Nếu dùng thiết bị chuyên dụng để hiệu chuẩn vôn mét điện tử thì sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều đợc xác định bằng phơng pháp trực tiếp sau: Sơ đồ hiệu chuẩn mắc theo hình 3. Hình 3. Sơ đồ kiểm tra sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều. Thiết bị chu y ên dùn g dể hiệu chuẩn vônmét điện tử Vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn 10 ĐLVN 101 : 2002 b - Tiến hnh kiểm tra ở điểm tần số m ở tần số đó ngời ta khắc độ cho vôn mét điện tử. c - Trớc mỗi phép kiểm tra phải thiết lập chỉ thị của vôn mét điện tử ở điểm "O" điện. Mỗi phép đo tiến hnh 2 lần khi tăng dần v khi giảm dần điện áp. Mỗi phép đo điều chỉnh điện áp ra của thiết bị chuyên dụng để vôn mét điện tử chỉ đúng vạch cần kiểm tra. Đọc trực tiếp sai số tơng đối trên thiết bị chuyên dụng v ghi vo bảng 2 của biên bản hiệu chuẩn. d - Sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều đợc xác định ở tất cả các vạch số của đồng hồ chỉ thị trên các thang cơ bản của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. Trên các thang còn lại thì kiểm tra ở điểm cuối thang v ở những điểm m khi kiểm tra trên thang cơ bản có sai số dơng v âm lớn nhất (hoặc l ở những điểm có sai số lớn nhất v nhỏ nhất nếu tất cả các điểm kiểm tra có sai số cùng dấu). Nếu không có chỉ dẫn thì có thể chọn thang cơ bản l những thang đợc vạch trên hệ thống vạch số của vôn mét điện tử. Đối với vônmét hiện số sai số cơ bản đợc xác định tại tất cả dải đo mỗi dải đó ít nhất 5 giá trị v tại tần số 1 kHz đối với loại âm tần, 1 MHz đối với loại cao tần. 5.3.2.2 Nếu không có thiết bị chuyên dụng thì xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều bằng phơng pháp so sánh giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn với gía trị đo đợc của vôn mét chuẩn. a - Sơ đồ kiểm tra mắc theo hình 4 Hình 4: Sơ đồ kiểm tra sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều b - Tiến hnh kiểm tra ở điểm tần số m ở tần số đó ngời ta khắc độ cho vôn mét điện tử. c - Trớc mỗi phép kiểm tra phải thiết lập kim chỉ thị của vônmét điện tử ở điểm "O" điện. Mỗi phép đo tiến hnh 2 lần khi tăng dần v khi giảm dần điện áp. Giá trị của mỗi lần đo không đợc vợt quá giới hạn cho phép ghi trong thuyết minh kỹ thuật. Kết quả đo đợc xác định bằng trung bình cộng của các lần đo. Kết quả đo ghi vo bảng 2 của biên bản hiệu chuẩn. 5.3.2.3 Tính sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều nh sau: a - Nếu xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo diện áp xoay chiều bằng thiết bị chuyên dụng cho phép đọc trực tiếp sai số tơng đối ( t ) thì tính sai số quy đổi ( q ) của vôn mét điện tử theo công thức sau: N g uồn điện á p xoa y chiều Vôn mét chuẩn Vôn mét cần hi ệ u chuẩn 11 ĐLVN 101 : 2002 q = U U g t (11) Trong đó: U : giá trị đo đợc của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn; U g : giá trị giới hạn cuối thang. b - Nếu xác định sai số cơ bản của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều theo sơ đồ hình 4 thì tính sai số cơ bản nh sau: Sai số tuyệt đối tính bằng đơn vị điện áp của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn theo công thức sau: = U - U o (12) Trong đó: U : giá trị đo đợc của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn; U o : giá trị đo đợc của vôn mét chuẩn. Sai số tơng đối danh định của vôn mét điện tử ( t ) tính bằng phần trăm theo công thức sau: t = U . 100 (13) Sai số quy đổi của vôn mét điện tử ( q ) tính bằng phần trăm theo công thức sau: q = g U U t (14) 5.3.3 Xác định sai số do tần số khi đo điện áp xoay chiều 5.3.3.1 Sai số đo tần số của vôn mét điện tử khi đo điện áp xoay chiều đợc xác định bằng cách so sánh giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn với giá trị đo đợc của vôn mét chuẩn. 5.3.3.2 Sơ đồ kiểm tra mắc theo hình 5 Hình 5: Sơ đồ xác định sai số do tần số khi đo điện áp xoay chiều N g uồn điện á p xoa y chiều Bộ lọc tần s ố Vôn mét điện tử cần hi ệ u chuẩn Vôn mét chuẩn 12 ĐLVN 101 : 2002 5.3.3.3 Tiến hnh kiểm tra theo trình tự sau: Thiết lập tần số của nguồn điện áp xoay chiều tơng ứng với tần số cần hiệu chuẩn ghi trong thuyết minh kỹ thuật của từng loại vôn mét điện tử. Điều chỉnh điện áp ra của nguồn điện áp xoay chiều đủ để vônmét điện tử chỉ thị, thay đổi từ từ tần số của bộ lọc sao cho chỉ thị của vôn mét điện tử chỉ cực đại (tơng ứng với tần số cộng hởng của bộ lọc). Điều chỉnh điện áp ra của nguồn điện áp xoay chiều để chỉ thị của vôn mét điện tử chỉ đúng vạch cần kiểm tra. Ghi lại giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn v của vôn mét chuẩn vo bảng 3 của biên bản hiệu chuẩn. Các phép kiểm tra phải tiến hnh 2 lần khi tăng dần v giảm dần điện áp. Giá trị của mỗi lần đo không đợc vợt quá giới hạn cho phép ghi trong thuyết minh kỹ thuật. Kết quả đo đợc xác định bằng trung bình cộng của các lần đo. 5.3.3.4 Sai số quy đổi q của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn, tính bằng phần trăm theo công thức sau: 100. U UU g 0 q = (15) Trong đó: U : giá trị đo đợc của vôn mét cần hiệu chuẩn; U g : giá trị giới hạn cuối thang; U o : giá trị đo đợc của vôn mét chuẩn. 6 Đánh giá độ không đảm bảo đo Phải xác định độ không đảm bảo đo riêng cho từng đại lợng đo sau: - Điện áp một chiều; - Điện áp xoay chiều. 6.1 Độ không đảm bảo đo khi đo điện áp một chiều Sai số khi hiệu chuẩn điện áp một chiều đợc mô tả theo mô hình toán nh sau: = + 1 2 (16) Trong đó: : sai số đo tuyệt đối khi đo đIện áp một chiều xác định theo mục 5.3.1.4 (b); 1 : sai số hiệu đính do hạn chế của độ phân giải nhỏ nhất của vônmét điện tử. Ví dụ : Độ phân giải nhỏ nhất của vônmét l 0,1V khi đó 1 = 32 1.0 = 0.029 (17) [...].. .ĐLVN 101 : 2002 Từ mô hình (16) xác định độ không đảm bảo đo thnh phần : u : độ không đảm bảo đo do sai số đo tuyệt đối khi đo đIện áp một chiều xác định theo mục 5.3.1.4 (b) gây nên; u1 : độ không đảm... thức 12 gây nên; uts : độ không đảm bảo đo do sai số tuyệt đối trung bình xác định từ mục 5.3.3 gây nên Các độ không đảm bảo đo do thnh phần u1 do 1 v u2 do 2 gây nên đợc xác định tơng tự nh mục 6.1 13 ĐLVN 101 : 2002 Độ không đảm bảo đo chuẩn khi đo điện xoay chiều ux đợc xác định theo công thức sau: u x = u +u +u 2 2 2 1 2 (24) 6.4 Độ không đảm bảo đo mở rộng với độ tin cậy 95% khi đo điện áp xoay . 3 văn bản kỹ thuật đo lờng việt nam ĐLVN 101 : 2002 Vôn mét điện tử - Quy trình hiệu chuẩn Electronic voltmeter - Methods. hiệu chuẩn 3.1 Khi tiến hnh hiệu chuẩn phải sử dụng các phơng tiện ghi trong bảng 2. 4 ĐLVN 101 : 2002 Bảng 2 Phơng tiện hiệu chuẩn Các đặc trng kỹ thuật 1. Vôn mét chuẩn một chiều. phép của vôn mét điện tử cần hiệu chuẩn. 7- Bộ lọc tần số Dải tần số 20Hz đến 30 MHz 5 ĐLVN 101 : 2002 3.2 Yêu cầu chung đối với các phong tiện hiệu chuẩn 3.2.1 Các phơng tiện