- Đối với hộp điện trở thập phân tiến hành xác định giá trị điện trở ứng với từng vị trí trong từng đề các và thực hiện với tất cả các đề các của hộp điện trở nếu không c yêu cầu gì đ[r]
(1)ĐLVN VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM
ĐLVN 299 : 2016
HỘP ĐIỆN TRỞ CHUẨN QUY TRÌNH HIỆU CHUẨN
Standard resistance box – Calibration procedure
(2)2
Lời nói đầu:
ĐLVN 299 : 2016 thay ĐLVN 203 : 2009
(3)VĂN BẢN KỸ THUẬT ĐO LƯỜNG VIỆT NAM ĐLVN 299 : 2016
3 Hộp điện trở chuẩn - Quy trình hiệu chuẩn
Standard resistance box – Calibration procedure
1 Phạm vi áp dụng
Văn kỹ thuật quy định quy trình hiệu chuẩn hộp điện trở chuẩn c giá trị từ 10–3 đến 1014 , sai số cho phép từ ± 0,01 % đến ± % dùng để kiểm định phương tiện đo điện trở tiếp đất phương tiện đo điện trở cách điện
Quy trình khơng áp dụng cho hộp điện trở kiểu điện tử 2 Giải thích từ ngữ
Các từ ngữ văn hiểu sau:
2.1 Hộp điện trở chuẩn: Vật đọ điện trở đa trị cấu thành từ số cuộn điện trở đơn trị xác rời rạc cuộn điện trở xác xếp theo trật tự để c thể tổ hợp nên giá trị điện trở dải định
2.1.1 Hộp điện trở chuẩn đơn trị: Hộp điện trở chuẩn cấu thành từ số điện trở đơn trị xác c cực nối (terminal) riêng rẽ cho cuộn điện trở hộp
2.1.2 Hộp điện trở chuẩn thập phân (đề các): Hộp điện trở cấu thành từ hay nhiều đề mắc nối tiếp với tổ hợp nên dải điện trở thập phân định 2.1.3 Hộp điện trở kiểu điện tử: Hộp điện trở mà giá trị điện trở thiết lập mạch điện tử
2.2 IUT (Instrument Under Test): Hộp điện trở chuẩn cần hiệu chuẩn
2.3 Sai số cho phép: giới hạn sai số IUT xác định từ cấp/độ xác cơng bố đặc trưng kỹ thuật nhà sản xuất cung cấp
3 Các phép hiệu chuẩn
Phải tiến hành phép hiệu chuẩn ghi bảng
Bảng TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều mục quy trình
1 Kiểm tra bên 7.1
(4)4
TT Tên phép hiệu chuẩn Theo điều mục quy trình
2.1 Kiểm tra nguồn điện cung cấp 7.2.1
2.2 Kiểm tra điện trở cách điện 7.2.2
3 Kiểm tra đo lường 7.3
3.1 Các phương pháp xác định giá trị
điện trở 7.3.2
3.2 Xác định giá trị thực tế sai số
bản IUT 7.3.3
Chú thích: (*) Chỉ thực với IUT có chức
4 Phương tiện hiệu chuẩn
Các phương tiện đo dùng hiệu chuẩn công tơ chuẩn nêu bảng
Bảng TT Tên phương tiện dùng
để hiệu chuẩn
Đặc trưng kỹ thuật đo lường cơ
Áp dụng cho điều mục
quy trình 1 Chuẩn đo lường
1.1 Các điện trở chuẩn
- Giá trị: m 105
- Sai số cho phép chuẩn nhỏ IUT lần không lớn ± 0,05 %
- Giá trị: (105 109)
- Sai số cho phép chuẩn nhỏ IUT lần ≤ ± 0,1 %
7.3.1; 7.3.2; 7.3.3
1.2
Cầu kép Kelvin ôm mét sử dụng sơ đồ đo bốn cực
- Dải đo: m M
- Sai số cho phép chuẩn nhỏ IUT lần không lớn ± 0,05 %
7.3.1; 7.3.2; 7.3.3
1.3 Máy đo điện trở cao
- Dải đo: (105 1014 )
- Sai số cho phép chuẩn nhỏ IUT lần ≤ ± 0,1 %
7.3.1; 7.3.2; 7.3.3
2 Phương tiện đo
Dụng cụ đo điện trở cách điện
Phù hợp với yêu cầu nêu mục
(5)ĐLVN 299 : 2016
5
5 Điều kiện hiệu chuẩn
Khi tiến hành hiệu chuẩn phải đảm bảo điều kiện môi trường sau đây: - Nhiệt độ: (23 ± 5) oC;
- Độ ẩm: ≤ 70 %RH;
- Nguồn điện áp cung cấp cho IUT: 220 V/pha ± % (hoặc theo tài liệu kỹ thuật IUT);
- Tần số nguồn điện cung cấp: 50 Hz ± 0,25 % (hoặc theo tài liệu kỹ thuật IUT); - Dạng s ng nguồn điện cung cấp: điện áp dòng điện phải c dạng s ng hình sin, hệ số méo phi tuyến không vượt %
6 Chuẩn bị hiệu chuẩn
Trước tiến hành hiệu chuẩn phải thực công việc chuẩn bị sau đây: - Làm bên cực đo IUT;
- IUT phương tiện hiệu chuẩn phải đặt điều kiện hiệu chuẩn
- Các phương tiện đo c nguồn nuôi, cần bật sấy máy trước đo - Chuẩn bị tất tài liệu cần thiết
7 Tiến hành hiệu chuẩn
7.1 Kiểm tra bên
Phải kiểm tra bên theo yêu cầu sau đây: 7.1.1 Trên IUT phải ghi rõ:
- Tên gọi ký hiệu nhà sản xuất;
- Ký hiệu đơn vị đo;
- Ký hiệu cực đo;
- Số sản xuất;
- Cấp/độ xác (nếu c )
7.1.2 Kiểm tra cách quan sát đảm bảo không c hư hỏng học, ph ng điện ăn mòn; IUT phải nguyên vẹn; cực nối chắn, không nứt vỡ; chuyển mạch (chốt cắm, núm xoay) phải nguyên vẹn hoạt động tốt Khi nghiêng IUT không c tiếng kêu vật lạ phần bên bị bật rời
7.2 Kiểm tra kỹ thuật
Kiểm tra kỹ thuật IUT theo yêu cầu sau đây:
7.2.1 Kiểm tra nguồn điện cung cấp
(6)6
Phải đảm bảo nguồn cung cấp cho thiết bị dùng hiệu chuẩn yêu cầu quy định tài liệu kỹ thuật, cầu chì, mạch bảo vệ nguồn cung cấp phải hoạt động tốt
7.2.1.2 Kiểm tra hoạt động đề IUT
Đối với hộp điện trở thập phân: Dùng tay xoay đề (núm xoay thập phân) từ giá trị nhỏ đến giá trị lớn đề ngược lại ba lần, đề phải hoạt động bình thường
C thể kiểm tra thêm hoạt động đề IUT cách: mắc cực đo IUT với ôm mét c dải đo phù hợp với giá trị IUT Thay đổi giá trị IUT từ nhỏ đến lớn nhất, quan sát thị ôm mét tương ứng với giá trị đặt IUT phải không c thay đổi đột biến
7.2.2 Kiểm tra điện trở cách điện
Điện trở cách điện IUT xác định dụng cụ đo điện trở cách điện
Dải đo đồng hồ đo điện trở cách điện phải lớn mười (10) lần giá trị điện trở lớn IUT
Điện áp đặt vào IUT để thực phép kiểm tra cách điện phải tương ứng với giá trị điện áp làm việc lớn IUT không nhỏ 250 VDC
Phép đo thực cực nối (terminal) nối chung với (ngắn mạch cực nối) vỏ hộp phần kim loại vỏ hộp điện trở
7.3 Kiểm tra đo lường
Hộp điện trở chuẩn kiểm tra đo lường theo trình tự, nội dung, phương pháp yêu cầu sau đây:
7.3.1 Yêu cầu chung
- Đối với hộp điện trở đơn trị tiến hành xác định tất giá trị điện trở hộp điện trở khơng c u cầu đặc biệt từ nhà sản xuất người sử dụng
- Đối với hộp điện trở thập phân tiến hành xác định giá trị điện trở ứng với vị trí đề thực với tất đề hộp điện trở khơng c u cầu đặc biệt từ nhà sản xuất người sử dụng Khi tiến hành xác định giá trị điện trở đề các, đề cịn lại đặt vị trí nhỏ đề đ - Hộp điện trở c cực đât (Ground): tiến hành nối đất với cực đất IUT
- Đối với hộp điện trở c cực chắn (Guard): tiến hành nối cực chắn chuẩn IUT với nối theo sơ đồ nhà sản xuất quy định
- Đối với hộp điện trở giá trị lớn: mức điện áp đặt vào IUT điện trở IUT không vượt giới hạn cho phép nhà sản xuất quy định
(7)ĐLVN 299 : 2016
7
Lưu ý: Nếu giá trị giới hạn (điện áp, dòng điện) nêu khơng cung cấp dịng điện khơng vượt giới hạn tương ứng với công suất 0,1 W cuộn điện trở IUT
7.3.2 Các phương pháp xác định giá trị điện trở
7.3.2.1 Phương pháp đo trực tiếp Ôm mét máy đo điện trở cao
Hình 1a Sơ đồ phương pháp hiệu chuẩn trực tiếp Ôm mét (áp dụng cho hộp điện trở cực)
Hình 1b Sơ đồ phương pháp hiệu chuẩn trực tiếp Ôm mét (áp dụng cho hộp điện trở cực)
Ôm mét
UUT
Ground Ground
I+ U+ U-
I-I+ U+ U-
I-Ôm mét
UUT
I+ U+ U-
I-H L
(8)8
Hình 1c Sơ đồ phương pháp hiệu chuẩn trực tiếp máy đo điện trở cao
Phương pháp đo trực tiếp Ôm mét máy đo điện trở cao thực sau:
- Nối IUT ôm mét máy đo điện trở cao hình 1a, 1b, 1c
- Đặt giá trị điện trở cần đo hộp điện trở chuẩn đọc giá trị ôm mét máy đo điện trở cao Giá trị ôm mét máy đo điện trở cao gọi Rht
Giá trị điện trở cần đo xác định theo công thức:
Rx = Rht (1)
Trong đó:
Rx: giá trị điện trở cần đo;
Rht: Giá trị điện trở ôm mét máy đo điện trở cao
7.3.2.2 Phương pháp cầu kép
Phương pháp thường áp dụng cho UUT c cực đo xác định điện trở R0 UUT
Phương pháp cầu kép thực sau: - Nối hộp điện trở chuẩn cần hiệu chuẩn hình - Đặt giá trị điện trở cần đo hộp điện trở chuẩn - Đặt tỷ lệ k = RA/RB phù hợp với giá trị điện trở cần đo - Điều chỉnh giá trị Rs cho điện kế D “0”
Khi đ giá trị điện trở cần đo xác định theo công thức:
A
X S S
B
R
R R k R
R (2)
Máy đo điện trở cao
UUT
Guard Guard
H L
(9)ĐLVN 299 : 2016
9 Hình 2: Sơ đồ phương pháp hiệu chuẩn cầu kép
Trong đó:
RX: giá trị điện trở cần đo;
RA, RB: Giá trị điện trở nhánh tỷ lệ cầu kép; k: Tỷ lệ cầu kép;
RS: Giá trị điện trở chuẩn 7.3.2.3 Phương pháp
Sử dụng phương pháp đo nêu - Đặt điện trở cần đo vào mạch đo
- Tiến hành xác định giá trị điện trở, ta gọi giá trị vừa xác định R1 - Thay điện trở cần đo điện trở chuẩn c giá trị danh định - Tiến hành xác định giá trị điện trở, ta gọi giá trị vừa xác định R2 Giá trị điện trở cần đo xác định theo công thức:
1
X S
R R R
R (3)
Trong đó:
RX: Giá trị điện trở cần đo RS: Giá trị điện trở chuẩn
RA R
B
Rx
Rs Ra R
b
D
(10)10
7.3.3 Xác định giá trị thực tế sai số IUT
7.3.3.1 Xác định điện trở ban đầu R0 thay đổi n R0
(chỉ áp dụng hộp điện trở c giá trị nấc đề thấp nhỏ 1000 )
a) Tiến hành xác định điện trở ban đầu R0
- Đưa tất đề vị trí vị trí nhỏ c thể ; xoay núm vặn (hoặc thay đổi vị trí chốt cắm) ba lần từ vị trí nhỏ đến vị trí lớn
- Đo điện trở R0 cầu kép
- Phép đo thực độ nhạy đủ để nhận biết thay đổi điện trở R0 bằng nhỏ 10 thay đổi cho phép R0 hộp điện trở
-Điện trở ban đầu R0 được xác định giá trị trung bình lần đo
01 02 03 04
0
4
R R R R
R
(4)
b) Xác định thay đổi điện trở ban đầu R0
- Sự thay đổi điện trở ban đầu R0 xác định cách đo lặp lại giá trị điện trở
này đưa tất đề đến vị trí cực đại quay lại vị trí ban đầu
- Giá trị thay đổi R0 xác định hiệu giá trị lớn giá trị nhỏ
lần đo mục 7.3.1.1
Ro = Roi max - Roi min (i = 1; 2; 3; 4) (5) 7.3.3.2 Xác định giá trị thực tế IUT
Giá trị thực tế IUT xác định phương pháp trình bày mục 7.3.2
- Nối mạch đo sơ đồ cho tùy vào phương pháp lựa chọn - Tiến hành xác định giá trị thực tế IUT
- Mỗi điện trở cần đo xác định giá trị ba (3) lần - Giá trị thực tế IUT giá trị trung bình tất lần đo
- Đối với hộp điện trở c xác định giá trị điện trở ban đầu R0 giá trị điện trở thực tế giá trị trung bình tất lần đo trừ điện trở ban đầu R0 xác định
- Khi sử dụng phương pháp cầu kép, để loại trừ ảnh hưởng sức điện động nhiệt, phải thực hai chiều dòng điện nguồn cung cấp (đảo chiều điện áp/dòng điện nguồn cung cấp) Khi đ , giá trị điểm đo tính giá trị trung bình hai phép đo thực điểm đ
7.3.3.3 Xác định sai số IUT
(11)ĐLVN 299 : 2016
11
Sai số IUT xác định theo hai hình thức: - Sai số tuyệt đối:
R = Rtt – Rdđ (6)
Trong đó:
R: Giá trị sai số IUT (Ω);
Rtt: Giá trị thực tế IUT;
Rdd: Giá trị danh định IUT - Sai số tương đối:
100
tt dd
dd
R R R
(7)
Trong đó:
δ: Giá trị sai số IUT tính phần trăm (%); Rtt: Giá trị thực tế IUT;
Rdd: Giá trị danh định IUT
- Sai số IUT không vượt sai số cho phép IUT tất điểm hiểu chuẩn
8 Ước lượng độ không đảm bảo đo
8.1Mơ hình tốn học
Mơ hình tốn học phép hiệu chuẩn:
∆ = Rtt – Rdđ + ∆d (8)
Trong đó:
∆: sai số IUT;
Rtt: Giá trị thực tế IUT xác định theo mục 7.3.3.2;
Rdđ: Giá trị danh định IUT;
∆d: Sai số đại lượng ảnh hưởng tới phép đo 8.2 Các thành phần độ không đảm bảo đo
8.2.1 Độ không đảm bảo đo (ĐKĐBĐ) phép đo lặp, uA:
uA tính tốn theo phương pháp thống kê dựa kết quan trắc
Giá trị trung bình n giá trị đo: n
i i 1
x x
n
(12)12
Độ lệch chuẩn s(xi):
n 2 i i i x x s x n (10) Độ không đảm bảo đo loại A độ lệch chuẩn thực nghiệm giá trị trung bình s( ̅):
i
A
s x
u s x
n
(11)
Khi hiệu chuẩn IUT, điểm xác định sai số IUT tối thiểu lấy kết đo lần (n = 3)
8.2.2 Độ không đảm bảo đo chuẩn, :
- Thành phần gây chuẩn lấy từ độ không đảm bảo đo công bố giấy chứng nhận hiệu chuẩn chuẩn chia cho hệ số phủ k = 2, xác suất phân bố chuẩn - Thành phần gây hệ số nhiệt chuẩn lấy từ hệ số nhiệt công bố tài liệu kỹ thuật điện trở chuẩn chia cho bặc hai ( ), xác suất phân bố hình chữ nhật
(Áp dụng cho phương pháp cầu kép phương pháp thế)
- Thành phần gây độ trôi chuẩn lấy từ độ trôi điện trở chuẩn chia cho bặc hai ( ), xác suất phân bố hình chữ nhật
(Áp dụng cho phương pháp cầu kép phương pháp thế)
- Thành phần gây độ ổn định chuẩn lấy từ độ ổn định độ xác ngắn hạn cơng bố tài liệu kỹ thuật chuẩn chia cho bặc hai (
3 ), xác suất phân bố hình chữ nhật
Chú thích: Độ khơng đảm bảo đo độ ổn định, độ trôi hệ số nhiệt điện trở chuẩn tính thêm sử dụng điện trở chuẩn ngồi thay cho điện trở chuẩn bên cầu kép sử dụng cầu kép có độ xác nhỏ hai lần độ chính xác IUT
8.2.3 Độ không đảm bảo đo hệ thống đo, :
- Thành phần phát sinh từ độ phân giải phương tiện đo dùng làm chuẩn lấy từ nửa độ phân giải chia cho bặc hai ( ), xác suất phân bố hình chữ nhật (Áp dụng cho phương pháp đo trực tiếp Ôm mét máy đo điện trở cao) - Thành phần phát sinh từ độ ổn định phương tiện đo dùng làm chuẩn công bố tài liệu kỹ thuật chia cho bặc hai ( ), xác suất phân bố hình chữ nhật (Áp dụng cho phương pháp thế)
(13)ĐLVN 299 : 2016
13
- Thành phần phát sinh nhiệt lấy từ hệ số nhiệt công bố tài liệu kỹ thuật điện trở cần đo chia cho bặc hai ( ), xác suất phân bố hình chữ nhật
- Thành phần phát sinh R0 lấy từ biến đổi điện trở ban đầu chia cho hai lần bậc hai (2 ), xác suất phân bố hình chữ nhật
ĐKĐBĐ chuẩn tổng hợp, uC:
2 2
1
C A B B B
u u u u u
(12)
ĐKĐBĐ mở rộng, U: C
U k u (13)
Với k = ứng với mức độ tin cậy 95 %
Bảng tổng hợp nguồn gây nên độ không đảm bảo đo TT Nguồn gốc gây nên độ không đảm bảo đo ĐKĐBĐ
loại Phân bố
1 ĐKĐBĐ phép đo lặp, uA A Chuẩn
2 ĐKĐBĐ chuẩn, uB1 B Chuẩn/Chữ nhật
3 ĐKĐBĐ hệ thống đo, uB2 B Chữ nhật
4 ĐKĐBĐ IUT, uB3 B Chữ nhật
ĐKĐBĐ tổng hợp, uC Chuẩn
ĐKĐBĐ mở rộng, U Chuẩn
9 Xử lý chung
9.1 Hộp điện trở chuẩn sau hiệu chuẩn đảm bảo yêu cầu nêu mục cấp chứng hiệu chuẩn (tem hiệu chuẩn, giấy chứng nhận hiệu chuẩn, ) theo quy định
9.2 Hộp điện trở chuẩn sau hiệu chuẩn không đảm bảo yêu cầu nêu mục
và khơng cấp chứng hiệu chuẩn x a dấu hiệu chuẩn cũ (nếu c )
(14)14
Phụ lục
Tên quan hiệu chuẩn BIÊN BẢN HIỆU CHUẨN
Số:
Tên chuẩn/phương tiện đo: ……… Kiểu: ……… Số: ……… Cơ sở sản xuất: ……… Năm sản xuất: ……… Đặc trưng kỹ thuật : …… …… Cơ sở sử dụng: …… Phương pháp thực hiện: ……… Chuẩn, thiết bị sử dụng: ……… Điều kiện môi trường: Nhiệt độ: oC Độ ẩm: ………… % Người thực hiện: Ngày thực hiện: ……… Địa điểm thực hiện: ………
KẾT QUẢ HIỆU CHUẨN
1 Kiểm tra bên ngoài: Đạt Không đạt
2 Kiểm tra kỹ thuật: Đạt Không đạt
Điện trở cách điện: Rcd = ………
3 Kiểm tra đo lường: R0 = ……… ; R0 = ………
BẢNG GIÁ TRỊ ĐO VÀ SAI SỐ CƠ BẢN
Giá trị danh nghĩa/Giá trị đo
()
Giá trị chuẩn
() Giá trị
trung bình
Sai số cho
phép ĐKĐBĐ
Lần đo 1
Lần đo 2
Lần đo 3
Đạt Không đạt