ГОСТ 8.118-85. Государственный стандарт Союза ССР. Государственная система обеспечения единства измерений. Вольтметры электронные аналоговые переменного тока. Методика поверки

(утв. и введен в действие Постановлением Госстандарта СССР от 20.12.1985 № 4328)

от 20 декабря 1985 г. № 4328

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

ГОСУДАРСТВЕННАЯ СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЕДИНСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

ВОЛЬТМЕТРЫ ЭЛЕКТРОННЫЕ АНАЛОГОВЫЕ ПЕРЕМЕННОГО ТОКА

МЕТОДИКА ПОВЕРКИ

State system for ensuring the uniformity of measurements. Analogue electronic a. c. voltmeters. Methods of verification

ГОСТ 8.118-85

Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 декабря 1985 г. № 4328 срок введения установлен

Разработан Государственным комитетом СССР по стандартам.

Исполнители: В.А. Щеглов, канд. техн. наук; А.М. Федоров, канд. техн. наук; Н.Я. Цыган, канд. техн. наук.

Внесен Государственным комитетом СССР по стандартам.

Член Госстандарта Л.К. Исаев.

Утвержден и введен в действие Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 20 декабря 1985 г. № 4328.

Настоящий стандарт распространяется на электронные аналоговые вольтметры переменного тока (далее — вольтметры) по ГОСТ 9781-85, предназначенные для измерения переменного напряжения в диапазоне частот от 10 Гц до 1000 МГц, и устанавливает методику их первичной и периодической поверок.

Стандарт распространяется на другие вольтметры с метрологическими характеристиками, аналогичными характеристикам вольтметров по ГОСТ 9781-85, и на вольтметры, выпущенные до введения в действие ГОСТ 9781-85. Передача размера единицы переменного напряжения проводится в соответствии с ГОСТ 8.072-82.

1. ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

1.1 При проведении поверки должны быть выполнены следующие операции:

внешний осмотр (п. 4.1);

опробование (п. 4.2);

определение погрешности на частоте градуировки (п. 4.3);

определение погрешности в рабочей области частот (п. 4.4).

2. СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

2.1. При проведении поверки должны быть применены образцовые средства измерений, позволяющие измерять или воспроизводить на входе поверяемого вольтметра гармоническое напряжение с погрешностью, не превышающей одной трети соответствующего предела допускаемой погрешности вольтметра во всем его рабочем (или необходимом для поверки по пп. 4.4.3 и 4.4.4) диапазоне напряжений и частот.

2.2. При проведении поверки вольтметров применяют поверочные установки (приборы), приведенные в табл. 1.

Таблица 1

<*> U_{\text{ном}} — воспроизводимое напряжение, В.

<**> Погрешность определена при U_{\text{ном}} = U_{\text{к}} , где U_{\text{к}} — верхний предел поддиапазона воспроизводимых установкой напряжений.

<***> Погрешность определена при U_{\text{ном}}>30\text{мВ} .

2.3. При отсутствии средств поверки, указанных в п. 2.2, допускается применение приведенных ниже средств.

2.3.1. Образцовые вольтметры и измерительные преобразователи с цифровыми вольтметрами постоянного тока, приведенные в табл. 2.

<*> В скобках указаны погрешности вольтметра после введения усредненных поправок, указанных в технической документации (ТД) на вольтметр.

<**> Погрешность определена при U_{\text{ном}} = U_{\text{к}} .

2.3.2 Образцовые делители напряжения, приведенные в табл. 3.

Таблица 3

<*> При индивидуальной аттестации по МИ 209-80.

<**> При индивидуальной аттестации по МИ 210-80.

2.3.3 Вспомогательные средства поверки:

измерительные генераторы переменного напряжения гармонической формы без постоянной составляющей тока, имеющие на выходе проводимость по постоянному току (сопротивление не более 200 Ом) и позволяющие получать (отдельно или в комплекте с согласующим устройством) необходимые для поверки вольтметра уровни напряжения с нестабильностью за время измерений (но не менее чем за 5 мин), не превышающей 0,1 предела допускаемой погрешности поверяемого вольтметра. В зависимости от частоты и уровня напряжения могут быть применены различные типы генераторов, например Г3-109, Г4-76А, Г4-139 и др.;

фильтры для подавления высших гармонических составляющих измеряемого вольтметрами напряжения, приведенные в табл. 4;

Таблица 4

согласующие устройства между выходом фильтра и входом вольтметра для частот от 150 до 1000 МГц. Для этих целей могут быть использованы трансформатор полных сопротивлений типа Э1-1 или коаксиальные линии переменной длины;

коаксиальный переключатель с затуханием мощности в тракте не более 0,2 дБ, например типов СВЧ-6 или СВЧ-11;

2.4. Допускается применять другие средства поверки, удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта.

2.5. Используемые образцовые средства измерений должны иметь действующие документы о поверке (или метрологической аттестации).

3. УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ И ПОДГОТОВКА К НЕЙ

3.1 При проведении поверки должны быть соблюдены следующие условия:

температура окружающего воздуха, °C .......................20 +/- 5

напряжение сети питания, В .............................220 +/- 4,4

Предельные значения коэффициентов амплитуды и усреднения определяют по методикам, приведенным в ТД на поверяемые вольтметры.

3.4. Средства поверки вольтметров соединяют в зависимости от частоты и уровня напряжения по одной из структурных схем, приведенных на черт. 1 - 5.

1 — поверочная установка; 2 — поверяемый вольтметр

Структурная схема соединения приборов при поверке вольтметров в диапазоне частот от 1 кГц до 150 МГц при напряжениях более 0,2 В

6 — коаксиальный соединитель; 7 — коаксиальный измерительный

вольтметра типа В3-24); 8 — поверяемый вольтметр;

вольтметров в диапазоне частот от 1 кГц до 150 МГц

1 — измерительный генератор; 2, 4 — коаксиальный кабель; 3 — коаксиальный переключатель; 5 — фильтр; 6 — коаксиальный соединитель; 7 — образцовый делитель напряжения; 8 — поверяемый вольтметр; 9 — образцовый вольтметр; 10 — нагрузочный резистор

Структурная схема соединения приборов при поверке

при напряжениях более 0,2 В

вольтметр; 11 — образцовый вольтметр;

Черт. 4

Примечание. В установках типа УПВ-1000-5 элементы структурной схемы, объединенные пунктирной линией, входят в состав блока настройки.

Структурная схема соединения приборов при поверке вольтметров в диапазоне частот от 150 до 1000 МГц

1 — измерительный генератор; 2, 4, 6 — коаксиальный кабель; 3 — коаксиальный переключатель; 5 — фильтр; 7 — согласующее устройство; 8 — коаксиальный соединитель; 9 — образцовый делитель напряжения; 10 — поверяемый вольтметр; 11 — образцовый вольтметр; 12 — нагрузочный резистор

Черт. 5

Примечание. В установках типа УПВ-1000-5 элементы структурной схемы, объединенные пунктирной линией, входят в состав блока настройки.

3.5 Перед проведением поверки должны быть выполнены следующие подготовительные работы:

средства измерений устанавливают в рабочее (эксплуатационное) положение и (перед включением в сеть питания) заземляют;

средства измерений включают в сеть питания и выдерживают в течение времени установления рабочего режима (прогрева), указанного в ТД на них.

3.6. При проведении поверки вольтметров должны быть соблюдены требования безопасности, изложенные в ТД на применяемые средства измерений.

4. ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ

4.1 Внешний осмотр

4.1.1 При внешнем осмотре устанавливают:

отсутствие механических повреждений вольтметра, влияющих на правильность его работы;

надежность и правильность крепления ручек управления;

плавность хода ручек настройки;

отсутствие дефектов отсчетного устройства, затрудняющих или исключающих нормальную работу вольтметра.

4.1.2. При первичной поверке (при выпуске из производства) маркировка вольтметра должна соответствовать требованиям ГОСТ 22261-82.

4.2 Опробование

4.2.1 При опробовании вольтметра должны быть выполнены следующие операции:

механическим корректором указатель шкалы вольтметра устанавливают на нулевую или начальную отметку шкалы при включенном электропитании;

после включения электропитания проверяют возможность установки указателя шкалы на нулевую или начальную отметку при операции электрической установки нуля и на определенную отметку шкалы при операции градуировки (калибровки) вольтметра, если указанные операции для данного типа вольтметра предусмотрены;

на вход вольтметра подают измеряемое переменное напряжение и проверяют наличие отклонения и свободного перемещения указателя шкалы вольтметра на одном из поддиапазонов (пределов) измерений.

4.3 Определение погрешности на частоте градуировки

4.3.1. Погрешность вольтметра определяют методом прямых измерений поверяемым вольтметром переменного напряжения, воспроизводимого образцовой поверочной установкой по схеме, приведенной на черт. 1, или методом непосредственного сличения показаний образцового и поверяемого вольтметров, подключенных к источнику измеряемого напряжения параллельно или через делитель напряжения по схемам, приведенным на черт. 2 - 5.

Примечание. При поверке вольтметров при помощи установок типов В1-8, В1-9, В1-15, В1-16 и В1-25 относительную номинальную погрешность поверяемого вольтметра отсчитывают непосредственно в процентах по отсчетным шкалам этих установок.

4.3.2. При определении погрешности по схемам, приведенным на черт. 3 и 5, выходное сопротивление образцового делителя напряжения R_{\text{вых}} в омах при полном, входном сопротивлении поверяемого вольтметра Z_{\text{в}} в омах не должно превышать значения, определяемого по формуле

R_{\text{вых}} \leq Z_{\text{в}} \frac{\delta_{\text{пр}}}{1000} , (1)

где \delta_{\text{пр}} — предел допускаемой относительной погрешности поверяемого вольтметра, %;

Z_{\text{в}} = \frac{R}{\sqrt{R^{2}(2\pi fC)^{2} + 1}} , (2)

где f — частота, на которой проводят измерения, Гц;

C — входная емкость поверяемого вольтметра, Ф;

R — входное активное сопротивление поверяемого вольтметра, Ом.

4.3.3. При первичной поверке вольтметра на частоте градуировки, указанной в ТД на него, определяют погрешность на конечных отметках шкал всех поддиапазонов пределов измерений, а также на каждой числовой отметке шкал основных поддиапазонов измерений и на отметках шкал всех других поддиапазонов измерений, соответствующих отметкам шкал основных поддиапазонов измерений, на которых были определены наибольшая положительная и отрицательная погрешности (или наибольшая и наименьшая погрешности, если все погрешности одного знака).

4.3.4 При периодической поверке вольтметра на частоте градуировки, указанной в ТД на него, определяют:

погрешность на конечных отметках шкал всех поддиапазонов (пределов) измерений;

погрешность на каждой числовой отметке шкал основных поддиапазонов измерений, указанных в ТД на поверяемый вольтметр. При поверке вольтметров класса 1,5 и более, для которых нормированы пределы допускаемой приведенной погрешности, определение погрешности на основных диапазонах измерений проводят только при показаниях, соответствующих начальной, средней и конечной отметкам шкал, для которых нормирована погрешность вольтметра.

Примечание. Если в ТД на вольтметр не указаны основные поддиапазоны измерений, то их выбирают с таким расчетом, чтобы пределы допускаемой (доверительной) погрешности как поверяемого вольтметра, так и образцовых средств измерений в пределах данных поддиапазонов были минимальными. Обычно в качестве основных устанавливают два поддиапазона измерений с верхними пределами показаний 1 \cdot 10^{n} и 3 \cdot 10^{n} , где n — любое целое (положительное или отрицательное) число или нуль.

4.3.5. Измерения проводят дважды — при возрастающих и убывающих значениях напряжений. Перед проведением каждого измерения при отключенном измеряемом напряжении проводят электрическую установку указателя отсчетного устройства вольтметра на нулевую или начальную отметку при закороченном входе или при подключенной ко входу вольтметра нагрузке в соответствии с требованиями ТД на поверяемый вольтметр.

4.3.6. Погрешность вольтметра для каждого ее определения не должна превышать допускаемых значений, установленных в ТД на поверяемый вольтметр. Если погрешность вольтметра при каком-то ее определении превышает допускаемое значение, то следует убедиться в отсутствии грубой погрешности измерения (промаха), тщательно повторив это измерение.

4.4 Определение погрешности в рабочем диапазоне частот

4.4.1. Погрешность вольтметра в рабочем диапазоне частот определяют по пп. 4.3.1 и 4.3.2.

4.4.2. При первичной поверке вольтметра погрешность определяют на конечных числовых отметках шкал всех поддиапазонов измерений при значениях частот, соответствующих началу и концу нормальной и расширенной областей рабочего диапазона частот, указанных в ТД на поверяемый вольтметр.

Погрешность вольтметров, имеющих несколько расширенных областей частот, определяют в каждой области при предельных частотах, на которых не определялась погрешность в смежной области с меньшим значением предела допускаемой погрешности.

Если в ТД на поверяемый вольтметр нормирована его случайная погрешность и ее значения (3\sigma) не превосходят 0,2 предела допускаемой погрешности, то допускается определять погрешность вольтметра на отдельных поддиапазонах измерений и частотах рабочего диапазона путем расчета по результатам определения его погрешности на всех поддиапазонах измерений на одной из частот нормальной области (или при частоте градуировки) и погрешности на одном из поддиапазонов измерений на соответствующих частотах рабочего диапазона по методике, приведенной в ТД на поверяемый вольтметр.

4.4.3. При периодической поверке вольтметра погрешность определяют на конечных числовых отметках шкал одного-двух поддиапазонов измерений, где может быть обеспечено высокопроизводительное и высокоточное проведение измерений. Измерения проводят при значениях частот, соответствующих началу и концу всех областей (нормальной и расширенной) рабочего диапазона частот, указанных в ТД на поверяемый вольтметр.

Погрешность вольтметров, имеющих несколько расширенных областей частот, определяют в каждой области при крайних значениях частот, на которых не определялась погрешность в смежной области с меньшим значением предела допускаемой погрешности.

4.4.4. При ведомственной периодической поверке допускается определять погрешность вольтметра только в применяемых на данном предприятии (учреждении) ограниченных диапазонах уровней напряжения и частот с обязательным указанием на лицевой или боковой панелях вольтметра диапазонов его применения.

4.4.6. Погрешность вольтметра не должна превышать пределов допускаемых погрешностей, указанных в ТД на вольтметр. Если погрешность вольтметра при каком-то ее определении превышает допускаемый предел, то это измерение необходимо повторить для исключения грубой погрешности измерения.

4.5. При проведении массовых поверок однотипных вольтметров по структурным схемам соединения приборов в соответствии с черт. 2 - 5 с целью повышения производительности обработки результатов измерений целесообразно определять соответствие вольтметра пределам допускаемых погрешностей непосредственно по предварительно рассчитанным пределам допускаемых показаний образцового вольтметра с учетом его частотных погрешностей и коэффициентов передачи образцового делителя. Пример заполнения протокола поверки для этого случая приведен в справочном Приложении 1.

4.6. Для вольтметров, в ТД на которые установлены допускаемые изменения показаний в рабочих областях частот относительно показаний на частоте градуировки, определяют эти изменения в процентах по результатам измерений по пп. 4.3 и 4.4

Изменения показаний не должны превышать значений, установленных в ТД на вольтметр.

4.7. Если при поверке вольтметра будет обнаружено его несоответствие любому из требований настоящего стандарта, то дальнейшую поверку прекращают, а поверяемый вольтметр бракуют.

4.8 При поверке ведется протокол произвольной формы.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

5.1 Абсолютную погрешность \Delta рассчитывают:

при измерениях по схемам, приведенным на черт. 1, 2 и 4, по формуле

где U — показание поверяемого вольтметра, В;

U_{\text{д}} — действительное значение напряжения, соответствующее показанию U_{\text{о}} образцового средства измерений (с учетом его систематических погрешностей), В;

\Theta_{\text{о}} — систематическая (в том числе частотная) погрешность образцового средства измерений с учетом ее знака, %;

при измерениях по схемам, приведенным на черт. 3 и 5, по формуле

где A — безразмерный коэффициент передачи образцового делителя напряжения (с учетом его систематических погрешностей).

5.2 Относительную погрешность \delta в процентах рассчитывают:

при измерениях по схемам, приведенным на черт. 2 и 4, по формуле

при измерениях по схемам, приведенным на черт. 3 и 5, по формуле

\delta = \frac{\Delta}{AU_{\text{д}}} \cdot 100 . (7)

5.3 Относительную номинальную погрешность \delta_{\text{ном}} в процентах рассчитывают по формуле

\delta_{\text{ном}} = \frac{\Delta}{U} \cdot 100 . (8)

5.4 Приведенную погрешность \delta_{\text{пр}} в процентах рассчитывают по формуле

\delta_{\text{пр}} = \frac{\Delta}{U_{\text{к}}} \cdot 100 , (9)

где U_{\text{к}} — конечная отметка шкалы поддиапазона измерений, на котором определена погрешность прибора, В.

Примечание. При использовании поверочных установок, позволяющих по их шкалам непосредственно отсчитывать относительную номинальную погрешность поверяемого вольтметра, приведенную погрешность рассчитывают по формуле

\delta_{\text{пр}} = \delta_{\text{ном}} \frac{U}{U_{\text{к}}} . (10)

6. ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

6.1. Положительные результаты государственной первичной поверки вольтметров оформляют отметкой в паспорте с нанесением оттиска поверительного клейма, удостоверенного подписью поверителя.

6.2. Положительные результаты государственной периодической поверки вольтметров оформляют выдачей свидетельства установленной формы и клеймением на лицевой панели вольтметра.

6.4. Вольтметры, не удовлетворяющие требованиям настоящего стандарта, к выпуску и применению не допускают, на них выдают извещение о непригодности с указанием причин.

Приложение 1 Справочное

ПРИМЕР ЗАПОЛНЕНИЯ ПРОТОКОЛА ПОВЕРКИ ЭЛЕКТРОННОГО ВОЛЬТМЕТРА ТИПА В3-43 N ____

Поверку проводил _____________

                   (подпись)

"__" ____________ 19__ г.

Справочное

Поверку проводил ______________ подпись