Разработка методики поверки источников питания серии Б5

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

Учреждение образования

«Гомельский государственный университет

имени Франциска Скорины»

Физический факультет

Кафедра оптики

Допущена к защите

Зав.кафедрой Н. А. Алешкевич

2013

Разработка методики поверки источников

питания серии Б5

Дипломная работа

Исполнитель

студент группы Ф-54пр Е. С. Гуцева

Научный руководитель

Зав. кафедрой оптики,

к.ф.-м.н., доцент Н. А. Алешкевич

Рецензент

Зав. кафедрой

теоретической физики,

к.ф.-м.н., доцент В. В. Андреев

Гомель 2013

Реферат

Дипломная работа страниц, 11 рисунков, таблиц, источников

Ключевые слова:

Мною разработана методика поверки на источники питания серии Б5 для предприятия « Гомельский ЦСМС».

Источники питания применяются для стабилизации напряжения в электросети. Источник типа Б5 - блок питания, который мы можем назвать выдающимися, при рассмотрении его технических параметров. Основные преимущества — показатель нестабильности выходного напряжения и низкие коэффициент искажений, малые пульсации, а также высокая стабильность работы по обеспечению электрическим током других приборов.

Эти источники имеют дополнительную защиту от перегрузок и бросков тока для увеличения срока эксплуатации. Поэтому приборы серии Б5 универсальны, эффективны в решении измерительных задач, благодаря этому широкий круг пользователей найдет ему применение.

Блок питания Б5 прекрасно подходит для решения задач по обеспечению разнообразных устройств электрическим питанием. Источники подобного типа используются на многих предприятиях и успели отлично себя зарекомендовать. Надежность прибора позволяет длительное время применять его в интенсивных режимах

Отличительной особенностью блоков питания серии Б5 является высокочастотная инверторная схема преобразования, позволившая резко снизить

удельный вес и габариты источника на единицу преобразуемой мощности.

Современная элементная база и прогрессивные алгоритмы управления преобразованием электрической энергии обеспечили реализацию функций и

технических характеристик отвечающих все возрастающим требованиям

к источникам вторичного электропитания.

Содержание

Введение …………………………………………………………………….…2

1 ВИДЫ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ……………..……………………….5

1.1 Источники первичного электропитания ……………………………5

1.2 Источники вторичного электропитания ..…………………………..7

1.3 Линейные и импульсные источники вторичного электропитания……..7

2 ПОДРОБНЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СОВРЕМЕННЫХ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ………………………………….……….….14

2.1 Источник питания постоянного тока Б5-21……………..…….........14

2.2 Источник питания постоянного тока Б5-43………………………….14

2.3 Источник питания постоянного тока Б5-71……………………..…14

2.4 Источник токов и напряжений ИТН-1/1………………………..........20

2.5 Источник питания постоянного тока Б5-85……………………….21

3 МЕТРОЛОГИЧЕСКИЙ КОНТРОЛЬ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ…..………..24

3.1 Испытания средств измерений.……………………………………......24

3.2 Метрологическая аттестация средств измерений………..…………24

3.3 Поверка средств измерений ……………………………………….......26

3.4 Калибровка средств измерений ……………………………………….29

4 РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОВЕРКИ ИСТОЧНИКОВ ПИТАНИЯ СЕРИИ Б5……………………………………………………………………………40

4.1 Вводная часть………………………………………………………...…3

4.2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ……………………………………………..….3

4.3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ………………………………….…………..….4

4.4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ…………………………………..….5

4.5 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ…………………………...………..…………..….5

4.6 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ………………………………………..….6

4.7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ…………………………………………..….6

4.7.1 Внешний осмотр……………………..……………………………..........6

4.7.2 Опробование ……………………………………………....……............6

4.7.3 Проверка электрического сопротивления изоляции ………..……........7

4.7.4 Определение погрешности воспроизведения напряжения...…….........7

4.7.5 Определение погрешности воспроизведения тока………......……........9

4.7.6 Проверка нестабильности выходного напряжения ИП от изменения напряжения питающей сети ……………………………….……......…….........10

4.7.7 Проверка нестабильности выходного тока ИП от изменения напряжения питающей сети ………………………………………………......…….........11

4.7.8 Проверка нестабильности выходного напряжения от изменения тока нагрузки …………………………………………………..………......…….........12

4.7.9 Проверка нестабильности выходного тока от изменения напряжения…………………………………………………………………......…….........13

4.7.10 Определение пульсаций выходного тока ИП в режиме стабилизации тока ……………………………………………………….………......…….........13

4.8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ……………………...……………….14

Заключение …………………………………………………………………47

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ……………………………48

Приложение А Поверка источника питания. Протокол. Свидетельство.

Приложение Б Лабораторная работа

Введение

Электроэнергия один из самых важных видов энергии. Электроэнергия - широко распространенный термин, используемый для определения количества энергии, отдаваемой электростанцией в электрическую сеть или получаемой из сети потребителем. Единица измерения - кВт. Ч.

Рождение энергетики произошло несколько миллионов лет тому назад, когда люди научились использовать огонь. Огонь давал им тепло и свет, был источником вдохновения и оптимизма, оружием против врагов и диких зверей , лечебным средством, помощником в земледелии, консервантом продуктов, технологическим средством и многим другим.

При расчете электрической мощности, потребляемой любым электротехническим или бытовым устройством, обычно учитывается так называемая полная мощность электрического тока, выполняющего определённую работу в цепи данной нагрузки. Под понятием «полная мощность» подразумевается вся та мощность, которая потребляется электроприбором и включает в себя как активную составляющую, так и составляющую реактивную, которая в свою очередь определяется типом используемой в цепи нагрузки. Активная мощность всегда измеряется и указывается в ваттах (Вт), а полная мощность приводится обычно в вольт-амперах (ВА). Различные приборы - потребители электрической энергии могут работать в цепях, имеющих как активную, так и реактивную составляющую электрического тока.

Активная составляющая потребляемой любой нагрузкой мощности электрического тока совершает полезную работу и трансформируется в нужные нам виды энергии (тепловую, световую, звуковую и т.п.). Отдельные электроприборы работают в основном на этой составляющей мощности. Это - лампы накаливания, электроплиты, обогреватели, электропечи, утюги и т.п. При указанном в паспорте прибора значении активной потребляемой мощности в 1 кВт он будет потреблять от сети полную мощность в 1кВА.

Реактивная составляющая электрического тока возникает только в цепях, содержащих реактивные элементы (индуктивности и ёмкости) и расходуется обычно на бесполезный нагрев проводников, из которых составлена эта цепь. Примером таких реактивных нагрузок являются электродвигатели различного типа, переносные электроинструменты (электродрели, «болгарки», и т.п.), а также различная бытовая электронная техника. Полная мощность этих приборов, измеряемая в вольт-амперах, и активная мощность (в ваттах) соотносятся между собой через коэффициент мощности cos, который может принимать значение от 0,5 до 0,9. На этих приборах указывается обычно активная мощность в ваттах и значение коэффициента cos. Для определения полной потребляемой мощности в ВА, необходимо величину активной мощности (Вт) разделить на коэффициент cos.

На сегодня самым распространенным источником энергии является электроэнергия. ГОСТ 13109-97 устанавливает показатели и нормы качества электрической энергии (КЭ) в электрических сетях систем электроснабжения общего назначения переменного трехфазного и однофазного тока частотой 50 Гц в точках, к которым присоединяются электрические сети, находящиеся в собственности различных потребителей электрической энергии, или приемники электрической энергии.

Нормы, установленные настоящим стандартом, являются обязательными во всех режимах работы систем электроснабжения общего назначения.

Установлены два вида норм КЭ: нормально допустимые и предельно допустимые. Оценка соответствия показателей КЭ указанным нормам проводится в течение расчетного периода, равного 24 ч, в соответствии с требованиями.

Отклонение напряжения характеризуется показателем установившегося отклонения напряжения, для которого установлены следующие нормы:

- нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения на выводах приемников электрической энергии от номинального напряжения электрической сети;

- нормально допустимые и предельно допустимые значения установившегося отклонения напряжения в точках общего присоединения потребителей электрической энергии к электрическим сетям напряжением 0,38 кВ и более должны быть установлены в договорах на пользование электрической энергией между энергоснабжающей организацией и потребителем с учетом необходимости выполнения норм настоящего стандарта на выводах приемников электрической энергии. Определение указанных нормально допустимых и предельно допустимых значений проводят в соответствии с нормативными документами, утвержденными в установленном порядке.

Колебания напряжения характеризуются следующими показателями:

- размахом изменения напряжения;

- дозой фликера.

Несинусоидальность напряжения характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом искажения синусоидальности кривой напряжения;

- коэффициентом n-ой гармонической составляющей напряжения.

Несимметрия напряжений характеризуется следующими показателями:

- коэффициентом несимметрии напряжений по обратной последовательности;

- коэффициентом несимметрии напряжений по нулевой последовательности.

Отклонение частоты напряжения переменного тока в электрических сетях характеризуется показателем отклонения частоты, для которого установлены следующие нормы:

- нормально допустимое и предельно допустимое значения отклонения частоты равны ± 0,2 и ± 0,4 Гц соответственно.

Провал напряжения характеризуется показателем длительности провала напряжения, для которого установлена следующая норма:

- предельно допустимое значение длительности провала напряжения в электрических сетях напряжением до 20 кВ включительно равно 30 с. Длительность автоматически устраняемого провала напряжения в любой точке присоединения к электрическим сетям определяется выдержками времени релейной зашиты и автоматики.

Импульс напряжения характеризуется показателем импульсного напряжения. Значения импульсных напряжений для грозовых и коммутационных импульсов, возникающих в электрических сетях энергоснабжающей организации.

Временное перенапряжение характеризуется показателем коэффициента временного перенапряжения. Значения коэффициентов временных перенапряжений, возникающих в электрических сетях энергоснабжающей организации.

Основные электрические параметры сети электропитания следующие:

1. Номинальное значение питающего напряжения U.

2. Относительная нестабильность питающего напряжения, характеризующая возможные пределы изменения его значения относительно номинального.

3. Внутреннее сопротивление первичного источника питания электроэнер-

гией и питающей сети.

4. Уровень пульсаций питающего напряжения на выходе источника

вторичного электропитания (для сети постоянного тока), который характеризует амплитуду (или эффективное значение) переменной составляющей

напряжения, приложенного к ИП. Уровень пульсаций может также определяться отношением значения амплитуды (или эффективного значения)

переменной составляющей питающего напряжения к его номинальному

значению.

5. Частота, возможные искажения формы кривой питающего напряжения и возможная несимметрия по фазам питающей сети.

1 Виды источников питания

Для работы большинства электронных устройств необходимо наличие одного или нескольких источников питания (ИП) постоянного тока. Все ИП можно разделить на две группы: источники первичного электропитания и источники вторичного электропитания. Радиоэлектронная аппаратура РЭА может иметь в своем составе: ИП первой группы; ИП второй группы; ИП первой и второй групп одновременно.

1.1 Источники первичного электропитания

К данной группе ИП относятся:

1) химические источники тока (гальванические элементы, батареи и аккумуляторы);

2) термобатареи;

3) термоэлектронные преобразователи;

4) фотоэлектрические преобразователи (солнечные батареи);

5) топливные элементы;

6) биохимические источники тока;

7) атомные элементы;

8) электромашинные генераторы.

Химические источники тока (ХИТ) широко используются для питания маломощных устройств и аппаратуры, требующей автономного питания. Батареи и аккумуляторы являются также вспомогательными и (или) резервными источниками энергии в устройствах, питающихся от сети переменного тока. Выходное напряжение таких источников практически не содержит переменной составляющей (пульсаций), но в значительной степени зависит от величины тока, отдаваемого в нагрузку, и степени разряда. Поэтому в устройствах, критичных к напряжению питания, химические источники тока используются совместно со стабилизаторами напряжения. Термобатареи состоят из последовательно соединенных термопар. Термобатареи используются в простейшем виде. Термоэлектрический генератор представляет собой батарею термопар, у которых одни концы спаев нагреваются, а другие имеют достаточно низкую температуру, благодаря чему создается термо-ЭДС и во внешней цепи протекает ток. Каждая термопара может состоять из двух разнородных полупроводников или из проводника и полупроводника. Большая теплопроводность металлических термопар не позволяет создавать значительную разность температур спаев, а следовательно, не дает возможность получить большую термо-ЭДС. Лучшие результаты дает использование в термогенераторах полупроводниковых термопар, или комбинированных, состоящих из проводника и полупроводника. В термопаре, состоящей из полупроводников с n- и p- проводимостями, при нагревании спая количество электронов в полупроводнике n-типа и число дырок в полупроводнике p-типа увеличивается. Электроны и дырки вследствие диффузии в полупроводниках движутся от горячего слоя термопары к холодному. Перемещение дырок приводит к тому, что горячий конец полупроводника p-типа заряжается отрицательно, а холодный конец - положительно. В полупроводнике n-типа электроны, переходя от горячего конца к холодному, так же как, и в металле, заряжают горячий конец положительно, а холодный конец – отрицательно. Термо-ЭДС полупроводниковой термопары значительно больше термо-ЭДС металлической пары.

Термоэлектронные преобразователи представляют собой вакуумные или газовые приборы с твердыми нагреваемыми катодами. Преобразование тепловой энергии в электрическую осуществляется за счет использования термоэлектронной эмиссии нагретых тел. Эмитированные катодом электроны движутся к аноду под действием разности температур. Для обеспечения этой разности температур необходимо охлаждение анода. В зависимости от температуры нагрева катода термоэлектронные преобразователи делятся на низкотемпературные (1200 – 1600 °С) и среднетемпературные (1900 – 2000 °С). У среднетемпературных преобразователей КПД достигает 20 %, что более чем в 2 раза превышает КПД термобатарей. Фотоэлектрические преобразователи осуществляют преобразование тепловой и световой энергии солнечных лучей в электрическую.

Солнечные батареи представляют собой ряд фотоэлементов, соединенных между собой определенным образом. Фотоэлектрические преобразователи используются в качестве источника электрической энергии для питания маломощной радиоаппаратуры, а также для питания радиотехнической и телеметрической аппаратуры на спутниках Земли и на автоматических межпланетных станциях. Солнечные батареи просты, имеют очень большой срок службы и работают в большом диапазоне изменения температур.

Топливные элементы осуществляют непосредственное преобразование энергии химических реакций в электрическую энергию. Действие таких элементов основано на электрическом окислении вещества (топлива), которое подобно реакции горения топлива. Однако в отличие от горения в этих элементах окисление топлива и восстановление кислорода происходит на разных электродах. Поэтому энергия выделяется в нагрузке без промежуточного преобразования в энергию иного вида, что обеспечивает высокий КПД преобразователя. В топливных элементах химическая реакция протекает при взаимодействии активных веществ, которые в твердом, жидком или газообразном состоянии непрерывно поступают к электродам.

Биохимические источники тока можно рассматривать как разновидность топливных элементов, так как в них протекают подобные окислительно-восстановительные процессы. Отличие биохимических элементов от топливных состоит в том, что активные вещества (или одно из них) создаются с помощью бактерий или ферментов из различных углеводов и углеродов.

Атомные элементы применяются для питания маломощных устройств. Конструкция таких ИП различна в зависимости от принципа их действия. В элементах, использующих - излучение, на внутреннем электроде размещается радиоактивный изотоп стронция 90. Вторым электродом является металлическая оболочка. Между электродами находится твердый диэлектрик или вакуум. Под действием -лучей на электродах создаются заряды. Напряжение в таких элементах может достигать нескольких киловольт, а внутреннее сопротивление очень велико (порядка 1013 Ом). Разрядный ток не превышает одного миллиампера. Достоинством таких элементов является очень большой срок службы. В элементах, использующих контактную разность потенциалов, применяются электроды в виде пластинок из различных материалов. Одна из пластин покрыта двуокисью свинца, другая изготовлена из алюминия. Между электродами находится смесь инертного газа и радиоактивного трития. Под действием излучения происходит образование ионных пар. Напряжение между электродами определяется контактной разностью потенциалов. Под действием этого напряжения положительно и отрицательно заряженные ионы перемещаются к электродам. В элементах с облучаемыми полупроводниками радиоактивное вещество наносится на поверхность полупроводника (кремния). Излучаемые электроны, имеющие большую скорость, выбивают из атомов полупроводника большое количество электронов. В результате односторонней проводимости между полупроводником и коллектором, приваренным к нему, возникает ЭДС величиной нескольких десятых долей вольта. Внутреннее сопротивление таких элементов 100 – 1000 Ом, КПД может достигать нескольких процентов. Недостатком является малый срок службы вследствие разрушения полупроводника под действием радиации.

Электромашинные генераторы преобразуют механическую энергию в электрическую. Они делятся на генераторы постоянного и переменного тока. Машины переменного тока могут быть как однофазными, так и многофазными. Наиболее широкое применение нашли трехфазные синхронные и асинхронные генераторы, действие которых основано на использовании вращающегося магнитного поля. В синхронных машинах процесс преобразования энергии происходит при синхронной частоте, то есть когда частота вращения ротора равна частоте вращения магнитного поля. В асинхронных машинах процесс преобразования энергии происходит при асинхронной частоте, то есть когда частота вращения ротора отличается от частоты вращения магнитного поля.

1.2 Источники вторичного электропитания

Они представляют собой функциональные узлы РЭА или законченные устройства, использующие энергию, получаемую от системы электроснабжения. Источники вторичного электропитания можно классифицировать по следующим параметрам:

По типу питающей цепи:

ИП, использующие электрическую энергию, получаемую от однофазной сети переменного тока;
ИП, использующие электрическую энергию, получаемую от трехфазной сети переменного тока;
ИП, использующие электрическую энергию автономного источника постоянного тока.

По напряжению на нагрузке:

- ИП низкого (до 100 В) напряжения;

- ИП среднего (от 100 до 1000 В) напряжения;

- ИП высокого (свыше 1000 В) напряжения.

По мощности нагрузки:

- ИП малой мощности (до 100 Вт);

- ИП средней мощности (от100 до 1000 Вт);

- ИП большой мощности (свыше 1000 Вт).

По роду тока нагрузки:

- ИП с выходом на переменном токе;

- ИП с выходом на постоянном токе;

- ИП с выходом на переменном и постоянном токе.

По числу выходов:

одноканальные ИП, имеющие один выход постоянного или переменного тока;
многоканальные ИП, имеющие два или более выходных напряжений.

По стабильности напряжения на нагрузке:

- стабилизированные ИП;

- нестабилизированные ИП.

Стабилизированные источники питания имеют в своем составе, по крайней мере, один стабилизатор напряжения (тока) и могут быть разделены:

а) по характеру стабилизации напряжения:

- ИП с непрерывным регулированием;

- ИП с импульсным регулированием.

б) по характеру обратной связи:

- параметрические;

- компенсационные;

- комбинированные;

в) по точности стабилизации выходного напряжения:

- ИП с низкой стабильностью выходного напряжения (суммарная нестабильность выходного напряжения более 2 – 5 %);

- ИП со средней стабильностью выходного напряжения (суммарная нестабильность не более 0,5 – 2 %);

- ИП с высокой нестабильностью выходного напряжения (суммарная нестабильность до 0,1 – 0,5 %);

- прецизионные ИП (суммарная нестабильность менее 0,1 %).

Основные параметры электрической сети:

1. Номинальное значение питающего напряжения U.

3. Внутреннее сопротивление первичного источника питания электроэнергией и питающей сети.

4. Уровень пульсаций питающего напряжения на выходе источника вторичного электропитания (для сети постоянного тока), который характеризует амплитуду (или эффективное значение) переменной составляющей напряжения, приложенного к ИП. Уровень пульсаций может также определяться отношением значения амплитуды (или эффективного значения) переменной составляющей питающего напряжения к его номинальному значению.

Параметры источников вторичного электропитания

1. Номинальные выходные напряжения и токи.

2. Нестабильность выходных напряжений в процессе эксплуатации.

3. Максимальная, минимальная и номинальная мощность по каждой из выходных цепей ИП. Для источников питания с выходом на переменном токе задаются максимальное, минимальное и номинальное значения полной мощности

S=U/Z, (1)

где U – действующее значение напряжения на нагрузке;

Z- модуль полного сопротивления нагрузки.

Значения коэффициентов мощности нагрузки

cos=R/Z, (2)

где R-активное сопротивление нагрузки.

4. Номинальное значение тока, потребляемого ИП от сети электропитания или первичного источника питания электроэнергией. Для ИП, работающего в режиме изменяющейся нагрузки, задаются номинальное, максимальное и минимальное значения мощности, потребляемой от первичного ИП.

5. Для ИП, питающихся от сети (или источника) переменного тока, коэффициент мощности

cos=P/S, (3)

где P - активная составляющая полной мощности, потребляемой ИП от первичной сети. Для нагрузок постоянного тока cos=1, так как P=S.

6. Коэффициент полезного действия в номинальном режиме.

7. Внутреннее сопротивление ИП, равное численному значению отношения изменения выходного напряжения Uвых к вызвавшему его изменению тока нагрузки (выходного тока) Iвых.

8. Уровень пульсаций выходного напряжения Uп и/или коэффициент пульсаций

Кп. Кп = Uп/Uo, (4)

где Uп, Uо – переменная и постоянная составляющие выходного напряжения. Иногда определяют Кп как отношение удвоенного значения Uп к Uо.

1.3 Линейные и импульсные источники вторичного электропитания

Как отмечалось выше, стабилизированные ИП по характеру стабилизации напряжения делятся на источники с непрерывным (линейным) и импульсным регулированием. Аналогично любые (стабилизированные или нестабилизированные) ИП принято делить на линейные и импульсные.

В линейных ИП переменное напряжение питающей сети преобразуется трансформатором, выпрямляется, подвергается низкочастотной фильтрации и стабилизируется. В нестабилизированных ИП нагрузка подключается непосредственно к выходу фильтра низкой частоты.

В стабилизаторах линейных ИП осуществляется непрерывное регулирование: последовательно или параллельно с нагрузкой включается регулирующий элемент (транзистор), управляемый сигналом обратной связи, за счет чего выходное напряжение поддерживается на постоянном уровне. Отличительная особенность линейных стабилизаторов напряжения заключается в том, что их выходное напряжение всегда ниже нестабилизированного входного напряжения. Кроме этого выходное напряжение Uвых всегда имеет одинаковую полярность с входным напряжением Uвх, а сам стабилизатор непрерывно рассеивает мощность

PрасIвых(Uвх Uвых), (5)

где Iвых – выходной ток (ток нагрузки).

Импульсные ИП непосредственно выпрямляют и фильтруют напряжение питающей сети переменного тока без использования первичного силового трансформатора, который для частоты 50 Гц имеет значительные вес и габариты. Выпрямленный и отфильтрованный постоянный ток коммутируется мощным электронным ключом, затем преобразуется высокочастотным трансформатором, снова выпрямляется и фильтруется. Для питания РЭА используются три типа импульсных электронных устройств, использующихся в качестве ИП: преобразователь – переменный ток/постоянный ток (AС-DС конверторы), преобразователь – постоянный ток/постоянный ток (DC-DC конвертор) и преобразователь – постоянный ток/переменный ток (DC-AC преобразователь или инвертор). Каждый тип устройств имеет собственные определенные области применения.

Импульсные стабилизаторы (DC-DC конверторы), в отличие от аналогичных линейных устройств могут:

1) обеспечивать выходное напряжение, превышающее по величине входное напряжение;

2) инвертировать входное напряжение (полярность выходного напряжения становится противоположной полярности входного напряжения).

DC-DC конверторы используют принцип действия импульсных ИП, но применяются для того, чтобы преобразовывать одно постоянное напряжение в другое, обычно хорошо стабилизированное. Такие преобразователи используются, большей частью, там, где РЭА должна питаться от химического источника тока или другого автономного источника постоянного тока. Интегральные DC-DC конверторы широко используются для преобразования и распределения постоянного напряжения питания, поступающего в систему от сетевого ИП или батареи. Другое распространенное применение для DC-DC конверторов, это преобразование напряжения батареи в напряжение другого номинала. При этом выходное напряжение может оставаться достаточно стабильным при значительных колебаниях напряжения батареи.

Линейные ИП имеют много достоинств, таких как простота, малые уровни пульсаций выходного напряжения и шума, отличные значения нестабильности по напряжению и току, малое время восстановления нормативного уровня выходного напряжения после скачкообразного изменения тока нагрузки. Главными их недостатками, ограничивающими их применение, являются низкий КПД, значительные масса и габариты.

Импульсные ИП находят широкое применение главным образом благодаря их значительно большой удельной мощности и большой эффективности. Важным достоинством импульсных ИП является большое время удержания, то есть время, в течение которого выходное напряжение ИП остается в допустимых пределах при пропадании входного напряжения. Особую актуальность это приобретает в цифровых вычислителях и компьютерах. Обобщенные результаты сравнения линейных и импульсных ИП представлены в Таблице1.

В качестве базовых элементов ИП используются:

1) электровакуумные приборы (диоды, триоды и многосеточные лампы);

2) полупроводниковые диоды, транзисторы;

3) трансформаторы и дроссели (низкочастотные и высокочастотные);

4) конденсаторы (в основном оксидные, имеющие большую удельную емкость);

5) линейные интегральные микросхемы (операционные усилители, усилители низкой частоты);

6) интегральные стабилизаторы напряжения и тока (линейные и импульсные);

7) интегральные микросхемы, входящие в состав импульсных ИП (АС-DС и DС-DС конверторы, специализированные схемы управления импульсными источниками вторичного электропитания);

8) элементы (устройства) индикации (лампы накаливания и светодиоды, аналоговые и цифровые индикаторы);

9) предохранители (плавкие, биметаллические, электронные).

Современная тенденция развития ИП такова, что они строятся в основном с применением интегральных микросхем, а доля дискретных активных элементов в них постоянно уменьшается. Уже в 1967 была разработана микросхема линейного интегрального стабилизатора А 723, представляющая собой настоящий блок питания. Микросхема 723 содержит температурно-компенсированный источник опорного напряжения, дифференциальный усилитель, последовательно включенный проходной транзистор и схему защиты, обеспечивающую ограничение выходного тока. Современные стабилизаторы имеют лучшие электрические параметры, имеют широкий спектр функциональных возможностей, но построены на тех же принципах, что и А 723.

Отечественной и зарубежной промышленностью выпускается большое число линейных интегральных стабилизаторов, рассчитанных как на фиксированное значение напряжения, так и предназначенных для регулирования величины, выходного напряжения в достаточно широких пределах.

2 Подробные метрологические характеристики современных источников питания постоянного тока

2.1 Источник питания постоянного тока Б5-21

Источник постоянного тока Б5-21(рис. 2.4) представляет собой устройства, собранное на полупроводниковых приборах и обеспечивающее на выходных клеммах стабилизированное напряжение, регулируемое в пределах от 0 до 30 В при величине тока нагрузки от 0 до 5 А и от 0 до 10 В при токе нагрузки от 0 до 10 А. Прибор является лабораторным переносным приборам и предназначается для питания накальных цепей и схем на полупроводниковых приборах.

Рисунок 2.1 Источник питания постоянного тока Б5-21

2.4.1. Выходное напряжение прибора регулируется в пределах от 0 до 30 В ступенчато с плавной регулировкой в пределах ступеней. Погрешность установки нуля не превышает +0,5 В.

2.4.2. Прибор допускает нагрузки от 0 до 10 А при выходном напряжении до 10 В и от 0 до 5 А при выходном напряжении до 30 В.

2.4.3. Нестабильность выходного напряжения на выходных клеммах при изменении напряжения питающей сети на ± 10% от номинального значения не должна превышать 0,05%.

2.4.4. Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки на 1 А не должна превышать 0,1% при выходном напряжении от 3 до 6,3 В; 0,05% при выходном напряжении выше 6,3 В.

2.4.5. Дрейф выходного напряжения за 8 часов непрерывной работы не превышает 0,3% при выходном напряжении от 6,3 до 30 В и 0,5% при напряжении выхода от 0 до 6,3 В.

2.4.6 Эффективное значение напряжения пульсаций при всех значениях выходных напряжений и токов нагрузки не превышает 0,03% от выходного напряжения.

2.2 Источник питания постоянного тока Б5-43

Источник питания Б5-43(рис.2.3) предназначен для питания радиотехнических устройств постоянным напряжением, прибор работает в режиме стабилизации тока и в режиме стабилизации напряжения, имеет ручное и дистанционное управление выходными напряжениями и выходными токами.

Рисунок 2.2 Источник питания постоянного тока Б5-43

2.3.1. Основная погрешность установки выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения не превышает

±(0,5%Uуст+0,1%Uмакс).

2.3.2. Основная погрешность установки выходного тока в режиме стабилизации тока не превышает

±(1,0%Iуст+0,2%Iмакс).

2.3.3. Нестабильность выходного напряжения при изменении напряжения питающей сети ±10% от номинального значения в режиме стабилизации напряжения не превышает:

±0,01% - за 1-20 секунд;

±0,01% - за 5 минут.

2.3.4. Нестабильность выходного тока при изменении напряжения питающей сети ±10% от номинального значения в режиме стабилизации тока не превышает:

±0,05% - за 1-20 секунд;

±0,05% - за 5 минут.

2.3.5. Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0,9 максимального значения до 0 в режиме стабилизации напряжения не превышает:

±0,05% - за 1-20 секунд;

±0,05% - за 5 минут.

2.3.6. Нестабильность выходного тока при изменении тока нагрузки от 0,9 максимального значения до 0 в режиме стабилизации тока не превышает:

±0,1%Iмакс - за 1-20 секунд;

±0,1%Iмакс - за 5 минут.

2.3.7. Пульсация выходного напряжения прибора в режиме стабилизации напряжения не превышают 1 мВ эффективного значения.

2.3.8. Пульсация выходного тока прибора в режиме стабилизации тока не превышают 0,2%Iмакс эффективного значения.

2.3.9. Дополнительная погрешность выходного напряжения при изменении температуры на 10 С в режиме стабилизации напряжения не превышает основной погрешности.

2.3.10. Дополнительная погрешность выходного тока при изменении температуры на 10 С в режиме стабилизации тока не превышает основной погрешности. Также в этом приборе предусмотрена защита от перегрузок и коротких замыканий на выходе прибора путем автоматического перехода из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока и наоборот.

2.3 Источник питания постоянного тока Б5-71

Источник питания Б5-71(рис. 2.2) предназначен для питания радиотехнических устройств и измерения выходного напряжения и выходного тока при лабораторных исследованиях, ремонте и обслуживании радиоаппаратуры.

Прибор представляет собой импульсный ИП, работающий на повышенной частоте преобразования электрической энергии, что обусловлено необходимостью увеличения коэффициента полезного действия и снижение массогабаритных показателей при высоких мощностях прибора.

Рисунок 2.3 - Источник питания Б5-71

2.2.1. Питание ИП должно осуществляться от сети переменного тока напряжением (220±22) с частотой 50 Гц.

2.2.2. Мощность, потребляемая ИП, должна быть не более 400 В А.

2.2.3 Время установления рабочего режима должно быть не более 30 минут.

2.2.4. ИП выдает плавно регулируемые стабилизированные, постоянные напряжения и ток. Пределы регулирования выходного напряжения и выходного тока в зависимости от модификации.

2.2.5. Абсолютная погрешность измерения выходного напряжения ИП должно быть не более:

±(0,008Uуст+0,1 ) В,

где Uуст –устанавливаемое значение выходного напряжения, В.

Абсолютная погрешность измерения выходного тока должна быть не более: ±(0,02Iмакс +0,05) А.

2.2.6. Нестабильность выходного напряжения от изменения входного напряжения ±22 В от номинального значения в режиме стабилизации напряжения должна быть не более:

±(0,001Uмакс +0,003) В.

2.2.7. Нестабильность выходного тока от изменения входного напряжения ±22 В от номинального значения в режиме стабилизации тока должна быть не более:

±(0,02Iмакс +0,05) А.

2.2.8. Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки в режиме стабилизации напряжения должна быть не более:

±(0,001Uмакс +0,02) В.

2.2.9. Нестабильность выходного тока при изменении напряжения на нагрузке в режиме стабилизации тока должна быть не более:

±(0,02Iмакс +0,05) А.

2.2.10. Пульсации выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения должны быть не более 1 мВ эффективного значения и 25 мВ амплитудного значения.

2.2.11. Пульсации выходного тока в режиме стабилизации тока должны быть не более 10 мА эффективного значения. Также прибор снабжен системой термозащиты и защитой от пониженного напряжения сети, которое отключает выходное напряжение.

2.4 Источник токов и напряжений ИТН-1/1

Источник токов и напряжений ИТН-1/1 (рис 2.1) предназначен для поверки и регулировки электроизмерительных приборов постоянного и переменного тока.

Рисунок 2.4 - Источник токов и напряжений ИТН-1/1

2.1.1 ИТН-1/1 воспроизводит напряжение постоянного тока от 1 мВ до

1000 В.

2.1.2 ИТН воспроизводит напряжение переменного тока среднеквадратическим значением от 0,7 mV до 700 V.

2.1.3 ИТН воспроизводит постоянный и переменный ток от 5 мкA до 50 А.

2.1.4 ИТН воспроизводит напряжение переменного тока и переменный ток в диапазоне частот от 40 до 2500 Гц.

2.1.5 ИТН имеет производственно-эксплутационный запас при выпуске не менее 20 % по коэффициенту пульсаций выходного сигнала постоянного тока и коэффициенту гармоник выходного сигнала переменного тока.

2.1.6 Электрическая изоляция цепи питания ИТН относительно корпуса не менее:

в нормальных климатических условиях 20 МОМ;

при повышенной температуре окружающего воздуха 5 МОМ;

при повышенной влажности окружающего воздуха 1 МОМ.

2.1.7 Электрическое сопротивление между зажимом защитного заземления и его корпусом не более 0,5 ОМ.

2.1.8 ИТН допускает непрерывную работу в рабочих условиях в течение времени не менее 16 часов при сохранении своих технических в пределах норм. При этом работа в режиме воспроизведения тока более 25 А при подключенной нагрузке должна равномерно чередоваться работой в других режимах, но не реже чем через 30 минут.

2.5 Источник питания постоянного тока Б5-86

Источник питания Б5-86(рис. 2.5) предназначен для воспроизведения напряжения постоянного тока или силы постоянного тока, питания устройств стабилизированным напряжением постоянного тока или постоянным токам. Источник питания имеет функцию отображения информации о выходных токах и напряжениях во внешний компьютер посредствам интерфейса. Источник питания можно использовать в исследовательских институтах, в испытательных лабораториях, на заводах, ремонтных мастерских и т.п.

Рисунок 2.5 Источник питания постоянного тока Б5-86

2.5.1. Источник питания обеспечивает диапазон установки выходного напряжения в пределах от 0 до 30 В и выходного тока в пределах от 0 до 10 А.

2.5.2. Пределы абсолютной погрешности установки выходного напряжения ± 0,3 В и в рабочих условиях ± 0,45 В.

2.5.3. Пределы абсолютной погрешности установки выходного тока ±0,3 А и в рабочих условиях ± 0,45 А.

2.5.4 Нестабильность выходного напряжения источника питания при изменении напряжения питающей сети на ± 10 % от номинального значения в режиме стабилизации напряжения за время измерения от 1 до 10 секунд не более ± 0,05 %.

2.5.5. Нестабильность выходного тока источника питания при изменении напряжения питающей сети на ± 10 % от номинального значения в режиме стабилизации тока за время измерения от 1 до 10 секунд не более ± 0,05 %.

2.5.6. Нестабильность выходного тока источника питания при изменении напряжения питающей сети ± 10 % от номинального значения в режиме стабилизации тока за время измерения от 1 до 10 секунд не более ± 0,2 %.

2.5.7. Нестабильность выходного напряжения источника питания при изменении тока нагрузки в режиме стабилизации напряжения за время измерения от 1 до 10 секунд не более ± 1 %.

2.5.8. Нестабильность выходного тока источника питания при изменении напряжения на нагрузке в режиме стабилизации тока за время измерения от 1 до 10 секунд не более ± 5 %.

2.5.9. Пульсация выходного напряжения источника питания в режиме стабилизации напряжения не более 1 мВ эффективного значения.

2.5.10. Пульсация выходного тока источника питания в режиме стабилизации тока не более 1 %.

3 Метрологический контроль средств измерений

3.1 Испытания средств измерений

Организацию и проведение государственных испытаний средств измерений обеспечивают Комитет по стандартизации, метрологии и сертификации при Совете Министров Республики Беларусь и его территориальные органы на базе аккредитации испытательных центров (лабораторий).

Госстандарт:

- утверждает стандарты и другие НД, устанавливающие порядок и методику проведения государственных испытаний средств измерений;

- утверждает технические задания на разработку эталонов (образцовых средств измерений);

- проводит метрологическую экспертизу технических заданий на разработку средств измерений, предназначенных для серийного производства, если это установлено разработчиком по согласованию с заказчиком;

- осуществляет планирование государственных испытаний средств измерений и рассматривает их результаты;

- утверждает программы государственных приемочных испытаний;

- назначает государственные комиссии по проведению государственных приемочных испытаний средств измерений;

- осуществляет методическое руководство работами по проведению государственных испытаний средств измерений;

- проводит государственные испытания средств измерений;

- запрещает выпуск в обращение и применение средств измерений, не соответствующих техническим требованиям, установленным в НД, или не прошедших обязательные государственные испытания;

- утверждает типы средств измерений и ведет Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь;

- выдает разрешения (лицензии) на реализацию в Республике Беларусь импортируемых средств измерений;

- выдает субъектам хозяйствования разрешения (лицензии) на производства и реализацию средств измерений;

- заключает соглашения с компетентными органами других государств о взаимном признании государственных испытаний и сертификатов типа средств измерений;

- утверждает и регистрирует методики поверки средств измерений, подлежащих внесению в Государственный реестр;

- осуществляет контроль за устранением нарушений стандартов, обнаруженных при проведении государственных испытаний средств измерений;

- привлекает для проведения испытаний специалистов и технические средства разработчика, изготовителя и других организаций.

Расходы на проведение государственных испытаний возмещают юридические или физические лица, представшие средства измерений на испытания.

Государственным приемочным испытаниям подлежат опытные образцы средств измерений новых типов, предназначенных для серийного производства, а также образцы средств измерений, подлежащих ввозу из-за границы партиями. Государственные приемочные испытания опытных образцов средств измерений новых типов, предназначенных для серийного производства, представляют собой завершающий этап разработки средств измерений.

Образцы средств измерений могут представляться на испытания разработчиком, изготовителем, потребителем или заказчиком. Положительные результаты государственных приемочных испытаний являются основанием для утверждения типа средств измерений.

Утвержденный тип средств измерений вносится в Государственный реестр средств измерений Республики Беларусь.

На средства измерений, изготовленные в РБ и внесенные в Государственный реестр, а также на эксплуатационные документы, прилагаемые к каждому образцу средств измерений, предприятие изготовитель должно наносить Знак Государственного реестра РБ.

Государственные приемочные испытания средств измерений проводят государственные приемочные комиссии, в состав которых включаются специалисты Госстандарт, организации-разработчики, организации или предприятия- потребителя. В состав комиссий могут включаться представители других заинтересованных организаций, в том числе национальных органов по метрологии других государств.

Председатель государственной комиссии назначается из числа членов комиссии, исключая председателей организации-разработчика и предприятия-изготовителя.

Состав комиссии утверждается Белстандартом. На государственные приемочные испытания вновь разработанных средств измерений представляются три образца средств измерений. В технически и экономически обоснованных случаях число образцов может быть уменьшено или увеличено по согласованию с Белстандартом и организацией, представляющей средства измерений на испытании. Представленные образца после проведения испытаний подлежат возврату их владельцу. Кроме того, организация-разработчик при необходимости предоставляет испытательное оборудование, а также образцовые средства измерений, прошедшие метрологическую аттестацию и поверку в установленном порядке. После проведения испытаний оборудование возвращают организации-разработчику.

При государственных приемочных испытаниях средств измерений проверяют:

- соответствие средств измерений требованиям технического задания, проекта технических условий и (или) стандартов;

- соответствие нормативных метрологических характеристик средств измерений, а также возможность контроля метрологических характеристик при серийном производстве испытуемых средств измерений после ремонта и в эксплуатации;

- возможность проведения поверки в соответствии с действующими документами на методику поверки или проектами этих документов, представленными на испытания, с обязательным опробованием операций поверки;

- соответствие нормированных показателей надежности и методов их контроля, указанных в проекте технических условий, требованиям НД, результату расчета и периодичности поверки;

- соответствие средств измерений требованиям стандартов по электробезопасности и соответствие другим требованиям безопасности.

При положительных результатах государственных приемочных испытаний предприятию-изготовителю по его просьбе может быть выдано временное разрешение на производство и выпуск в обращение средства измерений на период рассмотрения материалов испытаний Белстандартом.

По результатам государственных приемочных испытаний образцов средств измерений, подлежащих ввозу из-за границы партиями, составляют акт, который вместе с материалами испытаний и комплектом документации представляется на рассмотрение в Белстандарта.

Организации-разработчику при внесении средств измерений в Государственный реестр выдается сертификат типа установленного образца.

Сертификат типа установленного образца является основанием для выдачи территориальным органом Белстандарта субъектам хозяйствования разрешения на производство и выпуск в обращение средств измерений.

Государственным контрольным испытаниям принадлежат средства измерений внесенные в Государственный реестр. На государственные контрольные испытания средства измерений представляет изготовитель не реже одного раза в три года, а также:

а) при передаче производства на другое предприятие;

б) при внесении в конструкцию средств измерений или в технологию его изготовления изменений, влияющих на нормированные метрологические характеристики;

в) в порядке госнадзора за соответствием выпускаемых или ввозимых из-за границы партиями средств измерений утвержденным типам и требованиям НД;

г) при возобновлении выпуска, если средства измерений не выпускались более года.

Внеплановые государственные контрольные испытания образцов средств измерений на соответствие утвержденному типу, требованиям стандартов и технических условий проводят по указанию Белстандарта при наличии информации об ухудшении качества выпускаемых средств измерений.

Сроки проведения государственных контрольных испытаний средств измерений по возможности должны согласовываться с планом производства и сроками проведения периодических испытаний.

Продолжительность государственных контрольных испытаний не должна превышать двух месяцев. В технических обоснованных случаях этот срок по согласованию Белстандартом может быть увеличен.

Началом испытаний считают дату подписания акта отбора образцов средств измерений. Окончанием испытаний считают дату утверждения акта государственных контрольных испытаний.

Признание результатов испытаний средств измерений, проведенных в других государствах, осуществляются в соответствии с межгосударственными соглашениями, заключенными Белстандартом.

Признание результатов испытаний средств измерений осуществляется при соблюдении следующих условий:

- наличие утвержденных в соответствии с национальным законодательством государства-экспортера стандартов на средства измерений или других НД, которые устанавливают технические требования и методы испытаний, а также методы и средства поверки;

- проведение государством-экспертом испытаний средств измерений в соответствии с требованиями НД и соответствии средств измерений, подвергнутых испытаниям, требованиям распространяющихся на них стандартов и других НД;

- наличие на каждый тип средств измерений, прошедших государственные испытания, документа, который подтверждает соответствие средств измерений требованиям, установленным в НД.

Признание результатов испытаний средств измерений является основанием для внесения типов средств измерений, подлежащих ввозу из-за границы партиями, в Государственный реестр и выдачи лицензии на их реализацию в Республике Беларусь.

3.2 Метрологическая аттестация средств измерений

Метрологическая аттестация средств измерений – исследование средств измерений, выполняемое органами государственной метрологической службы либо субъектами хозяйствования для установления метрологических свойств этих средств и выдача документа с указаниями полученных данных.

Измерительный канал системы – функционально объединенная совокупность технических средств, предусмотренная алгоритмом его функционирования, выполняющая законченную функцию от восприятия измеряемой величины до индикации или регистрации результата измерений включительно, или преобразование результата измерения в сигнал, удобный либо для дальнейшего использования вне информационно-измерительной системы (ИИС), либо для ввода в цифровое или аналоговое устройство, входящее в состав ИИС.

Средство измерений - техническое устройство, предназначенное для измерений.

Типовая программа и методика метрологической аттестации средств измерений – методический документ, устанавливающий последовательность, объем и методику метрологической аттестации средств измерений, характеризующихся общностью функционального назначения, методов и средств аттестации.

Законодательная метрология – раздел метрологии, включающий комплексы взаимосвязанных и взаимообусловленных общих правил, требований и норм, а также другие вопросы, требующие регламентации и контроля со стороны государства, направленные на обеспечение единства измерений и единообразие средств измерений.

Основными задачами метрологической аттестации средств измерений является:

- определение исследуемых метрологических характеристик и их оценка;

- установление соответствия метрологических характеристик требованиям технического задания, или технических условий, или нормам точности измерений, заданных в стандартах;

- установление номенклатуры метрологических характеристик средств измерений, подлежащих контролю при поверке, и опробование методики поверки;

- установление межповерочных интервалов средств измерений.

Решение о пригодности средств измерений к применению на основании результатов аттестации принимают:

- для средств измерений, аттестованных в органе государственной метрологической службы, - руководитель этого органы;

- в других случаях – руководитель субъекта хозяйствования разработавшего, изготовившего или применяющего средства измерений по представлению метрологической службы, проводившей их метрологическую аттестацию.

Результаты метрологической аттестации считаются положительными, если при аттестации средство измерений соответствует требованиям технического задания или НД.

Положительные результаты метрологической аттестации средств измерений являются испытаниям для:

- ввода их в эксплуатацию с установленными метрологическими характеристиками;

- выдачи организацией, проводящей аттестацию, свидетельства, удостоверяющего результаты аттестации.

Технические средства, предназначенные для установления соответствия контролируемых параметров объектов заданным без определения их численных значений, подлежат аттестации и (или) поверке и (или) калибровке в порядке, установленном субъектом хозяйствования, где они применяются.

Расходы, связанные с проведением аттестации, оплачивает субъект хозяйствования, представляющее средство измерений на метрологическую аттестацию, в порядке и в размерах, установленных в договоре.

Метрологическую аттестацию проводят по следующим этапам:

- рассмотрение представленной документации;

- согласование и утверждение программы аттестации;

- проведение экспериментальных исследований;

- рассмотрение результатов аттестации и составление протокола аттестации.

По результатам аттестации составляют:

- экспертное метрологическое заключение по рассмотренной технической документации;

- протокол аттестации.

При положительных результатах метрологической аттестации средств измерений оформляют свидетельство.

При отрицательных результатах метрологической аттестации средств измерений выдают заключение о непригодности.

3.3 Поверка средств измерений

Поверка – составная часть метрологического контроля, включающая выполнение работ, в ходе которых подтверждаются метрологические характеристики средств измерений и определяется соответствие средств измерений требованиям законодательства РБ об обеспечении единства измерений.

Методика поверки –документально установленная совокупность операций и правил при поверке средств измерений, выполнение которых обеспечивает подтверждение метрологических характеристик средств измерений установленным требованиям.

Поверку средств измерений, предназначенных для применения в сфере законодательной метрологии, проводят юридические лица государственной метрологической службы.

По решению Госстандарта право поверки средств измерений, предназначенных для применения в сфере законодательной метрологии, может быть представлено аккредитованным поверочным лабораториям других юридических лиц.

Поверка производится в соответствии с методикой поверки, которая устанавливается при утверждении типа средств измерений.

Результатом поверки является подтверждение пригодности средства измерений к применению или признание средства измерений непригодным к применению. Если средство измерение признано непригодным, то оно может применяться после ремонта и положительных результатов поверки.

Средства измерений подвергаются первичной и последующей поверкам. Различают следующие виды последующих поверок:

- периодическая;

- внеочередная;

- инспекционная;

- экспертная.

Первичной поверке подлежат средства измерений утвержденных типов при выпуске из производства и при ввозе по импорту. Результаты первичной поверки заносятся в формуляр (паспорт) средства измерений. Проведение первичной поверки, осуществимое при выпуске средств измерений из производства, по которым принято решение об отмене утверждения типа, запрещается.

Периодической поверке подлежат средства измерений, находящиеся в эксплуатации или на хранении, через установочные межповерочные интервалы.

Периодичность поверки средств измерений, применяемых в сфере законодательной метрологии, устанавливается Госстандартом.

Внеочередная поверка средств измерений проводится до окончания срока действия периодической поверки в следующих случаях:

- после ремонта средств измерений;

- при необходимости подтверждения пригодности средств измерений к применению;

- при вводе средств измерений в эксплуатацию, отправке (продаже) потребителю, а также перед передачей в аренду, в том числе прокат средств измерений по истечении межповерочного интервала на них.

- при отсутствии доказательств поверки в целях предотвращения несанкционированных настройки и вмешательства, которые могут привести к искажению результатов измерений и (или) утери документов, подтверждающих подтверждение первичной или периодической поверки.

Инспекционную поверку проводят для выявления пригодности к применению средств измерений при осуществлении государственного метрологического надзора. Результаты инспекционной поверки отражают в акте поверки.

Инспекционную поверку проводят в присутствии представителя проверяемого юридического или физического лица. Если в результате проведения инспекционной поверки выявлено несоответствие средств измерений установленным требованиям, то свидетельство о предыдущей поверке аннулируют и гасят поверительное клеймо.

Экспертная поверка проводится при возникновении спорных вопросов по метрологическим характеристикам, исправности средств измерений и пригодности к их применению.

Методика поверки определяет операции, проводимые в процессе поверки, и устанавливает условия проведения, методы и средства поверки, позволяющие определить соответствие поверяемого средства измерений требованиям ТНПА или других документов, устанавливающих требования к средствам измерений, и пригодность к его применению. Методика поверки должна предусматривать достаточный объем контроля метрологических и технических характеристик, который позволяет оценить соответствие средств измерений установленным требованиям с заданной достоверностью. Она оформляется в виде ТНПА или другого документа, разрешенного к применению на территории Республики Беларусь.

Методики поверки проходят опробование в процессе проведения государственных испытаний средств измерений и утверждаются руководителем юридического лица государственной метрологической службы, осуществляющего государственные испытания средств измерений.

Регистрацию методик поверки осуществляет Белорусский государственный институт метрологии.

Оформление результатов проводится в соответствии с требованиями, предусмотренными методиками поверки средств измерений. Если средство измерений по результатам поверки признано пригодным к применению, то на него и (или) эксплуатационную документацию наносится поверительное клеймо и (или) выдается свидетельство о поверке. Если средство измерений признано непригодным к применению, поверительное клеймо гасится, Свидетельство о поверке аннулируется, выписывается Заключение о непригодности или делается соответствующая запись в технической документации прибора. Результаты инспекционной поверки отражаются в акте проверки состояния и применения средств измерений по форме, установленной Госстандартом. По результатам инспекционной поверки составляется заключение, которое утверждается руководителем юридического лица государственной метрологической службы, проводящего экспертную поверку.

3.3 Калибровка средств измерений

Калибровка средств измерений – совокупность операций, которые служат для установления при определенных условиях соотношения между показаниями измерительных приборов или измерительных систем или значениями величин, воспроизводимых материальной мерой или стандартным образцом, и соответствующими значениями величин, воспроизводимых эталоном.

Калибровка проводится для определения действующих значений метрологических характеристик средств измерений и принятия владельцем решения об их применении.

Калибровка проводится для средств измерений, допущенных к применению в Республике Беларусь в соответствии с требованиями СТБ 8001 и СТБ 8004, в том числе:

- специального назначения;

- применяемых в ограниченном диапазоне измерений или функциональные возможности, которых используются не в полном объеме;

- требуются определения метрологических характеристик в реальных условий применения средств измерений.

Калибровка проводится лицами, прошедшими обучение и аттестованными в порядке, установленном Государственным комитетом по стандартизации, метрологии и сертификации Республики Беларусь. Периодичность калибровки средств измерений устанавливается владельцем с учетом рекомендаций аккредитованной лаборатории. Межкалибровочный интервал устанавливается в графиках калибровки средств измерений. Расходы, связанные с проведением калибровки средств измерений для сторонних организаций, а также сроки проведения калибровки устанавливаются на договорной основе.

Контроль за применением средств измерений, прошедших калибровку, осуществляет служба субъекта хозяйствования в соответствии с действующим законодательствам. Надзор за деятельностью калибровочной лаборатории осуществляет орган по аккредитации калибровочных лабораторий. Эталоны и вспомогательные средства измерений, государственному метрологическому надзору.

Калибровку средств измерений осуществляют аккредитованные калибровочные лаборатории. Калибровка средств измерений проводится по типовым методикам калибровки, утвержденным руководителем аккредитованной калибровочной лаборатории.

Порядок проведения калибровки включает:

- рассмотрение заявки с целью определения технических возможностей проведения калибровки ;

- разработку и согласование (при необходимости) методики калибровки с заказчиком;

- проведение калибровки;

- оформление результатов.

Результаты калибровки регистрируются в протоколах по форме, установленной в методике калибровки. Результаты должны быть представлены в свидетельстве о калибровке. Положительные результаты калибровки должны оформляться нанесением калибровочной этикетки или оттиска калибровочного клейма на средство измерений и (или) эксплуатационные документы с выдачей свидетельства о калибровке. По отрицательным результатам калибровки выдается протокол или выписка из протокола, в котором указываются причины несоответствия.

4 Методика поверки на источник питания лабораторный серии Б5

Содержание

1 Вводная часть…………………………………………………………...…3

2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ………………………………………………..…..3

3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ…………………………………….…………..…..4

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ……………………………………..…..5

5 УСЛОВИЯ ПОВЕРКИ……………………………………..…………..…..5

6 ПОДГОТОВКА К ПОВЕРКЕ…………………………………………..…..6

7 ПРОВЕДЕНИЕ ПОВЕРКИ……………………………………………..…..6

7.1 Внешний осмотр………………………..……………………………......... 6

7.2 Опробование ………………………………………………....……...........6

7.3 Проверка электрического сопротивления изоляции ………..……..........7

7.4 Определение погрешности воспроизведения напряжения...……............7

7.5 Проверка нестабильности выходного напряжения ИП от изменения напряжения питающей сети ………......…….....................................................9

7.6 Проверка нестабильности выходного напряжения ИП от изменения напряжения питающей сети ……………………………….………......…….....10

7.7 Проверка нестабильности выходного тока ИП от изменения напряжения питающей сети ………………………………………………......…….........11

7.8 Проверка нестабильности выходного напряжения от изменения тока нагрузки …………………………………………………..………......…….........12

7.9 Проверка нестабильности выходного тока от изменения напряжения…………………………………………………………………......…….........13

7.10 Определение пульсаций выходного тока ИП в режиме стабилизации тока ……………………………………………………….………......……..........13

8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ……………………...………………….14

1 Вводная часть

Настоящая методика поверки распространяется на источники питания постоянного тока , предназначенные для питания электротехнических устройств стабилизированным напряжением и током и устанавливает методы и средства их поверки.

Методика поверки разработана в соответствии с требованиями ТКП 8.003-2011 и руководствами по эксплуатации на источники питания БКИС.571001.001 РЭ и 3.233.219 ТО.

2 ОПЕРАЦИИ ПОВЕРКИ

При проведении поверки должны быть выполнены операции приведенные в таблице 1.

Таблица 1

Наименования операций	Номер пункта	Обязательность проведения операций при поверке
		первичной	периодической
1 Внешний осмотр	7.1	да	да
2 Опробование	7.2	да	да
3 Проверка электрического сопротивления изоляции	7.3	да	да
4 Проверка абсолютной и (или) относительной погрешности воспроизведения выходного напряжения	7.4	да	да
5 Проверка нестабильности выходного напряжения ИП от изменения входного напряжения	7.5	да	да
6 Проверка нестабильности выходного тока ИП от изменения входного напряжения	7.6	да	да
7 Проверка нестабильности выходного напряжения от изменения тока нагрузки	7.7	да	да
8 Проверка нестабильности выходного тока от изменения напряжения на нагрузке	7.8	да	да
9 Определение пульсации выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения	7.9	да	да
10 Определение пульсаций выходного тока ИП в режиме стабилизации тока	7.10	да	да

3 СРЕДСТВА ПОВЕРКИ

При проведении поверки используются средства измерений, указанные в таблице 2.

Таблица 2

Номер пункта методики поверки	Наименование эталонного средства измерений или вспомогательных средств поверки
7.1	Визуально
7.2	Вольтметр универсальный цифровой В7-65, 0,02 мВ – 1000 В, ± 0,03 %; Реостат РСП
7.3	Мегомметр М4100/3, 500 В ± 2 %
7.4	Вольтметр универсальный цифровой В7-65, 0,02 мВ – 1000 В, ± 0,03 %; Амперметр М2008, кл. 0,2 …
7.5	Вольтметр универсальный цифровой В7-65, 0,02 мВ – 1000 В, ± 0,03 %; Реостат РСП
7.6	Вольтметр универсальный цифровой В7-65, 0,02 мВ – 1000 В, ± 0,03 %; Катушка сопротивления безреактивная Р310, 0,001 Ом, кл. 0,1;
7.7	Вольтметр универсальный цифровой В7-65, 0,02 мВ – 1000 В, ± 0,03 %; Реостат РСП
7.8	Вольтметр универсальный цифровой В7-65, 0,02 мВ – 1000 В, ± 0,03 %; Реостат РСП
7.9	Милливольтметр В3 - 33, 0,3 мВ(± 1,5 %) , 1 - 300мВ (±1,0 %), 1 - 300 В (±1,5 %) Осциллограф С1-166, 50 МГц, 300 В, ± 4 %
7.10	Милливольтметр В3 - 33, 0,3 мВ(± 1,5 %) , 1 - 300мВ (±1,0 %), 1 - 300 В (±1,5 %)
5.1	Барометр-анероид БАММ-1, 80 – 106 кПа, кл. 0,2; Гигрометр психрометрический ВИТ-2, 16 40 С, ц.д. 0,2 С

Примечание: Допускается применение средств, не указанных в таблице 2, но обеспечивающих определение метрологических характеристик с требуемой точностью. Все средства для проведения поверки должны иметь свидетельства о прохождении метрологического контроля..

4 ТРЕБОВАНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ

4.1 При проведении поверки должны быть соблюдены требования безопасности, изложенные в:

- ТКП 181-2009(02230) «Правила технической эксплуатации электроустановок потребителей»;

- Межотраслевых правилах по охране труда при работе в электроустановках.

4.2 Перед включением в сеть применяемый эталон и поверяемое СИ должны быть надежно заземлены.

4.3 Все необходимые переключения в измерительных схемах разрешается производить только при снятом напряжении.

5 Условия ПОВЕРКИ

5.1 Поверка должна проводится при следующих условиях:

- температура окружающего воздуха, С 20 5

- относительная влажность воздуха, % 30 80

- атмосферное давление, кПа 84 106

- напряжение питающей сети, В 220 22

- частота питающей сети, Гц 50,0±0,5

5.2 При проведении поверки должны использоваться средства измерений

прошедшие метрологический контроль , соблюдаться условия эксплуатации этих средств измерений, указанных в нормативных документах.

6 Подготовка к ПОВЕРКЕ

5.1 Перед проведением операций поверки должны быть выполнены подготовительные работы, оговоренные в разделе «Подготовка к работе» технических описаний на эталонные средства измерений.

5.2 Ориентировочное сопротивление нагрузки (Rн), подключаемое к ИП при проведении операций поверки может быть рассчитано по формуле:

Rн=Uип/Iип, (1)

где Uип и Iип – выходное напряжение и выходной ток ИП.

7 Проведение ПОВЕРКИ

7.1 Внешний осмотр

При проведении внешнего осмотра должно быть установлено:

- сохранность пломб;

- отсутствие механических повреждений;

- плавность вращения ручек настройки;

- чистоту гнезд, разъёмов;

- состояние соединительных проводов.

Приборы, имеющие дефекты, бракуются и направляются в ремонт.

7.2 Опробование

При опробовании проверяют исправность переключателей и других коммутирующих устройств, воспроизведение источником напряжения и тока, возможность регулирования выходных величин в пределах, указанных в

технических характеристиках на источник.

Источник не должен иметь ни одной из перечисленных ниже неисправностей:

- недостаточно четкая фиксация положений переключателей,

- невозможность установки переключателей хотя бы в одно из предусмотренных конструкцией положений;

- неисправность коммутирующих устройств;

- повреждение креплений переключателя.

- неисправность гнезд для подключения проводов

- невозможность считывания информации об установленном выходном

напряжении и токе.

Рисунок 4.1 – Схема проведения опробования

7.3 Проверка электрического сопротивления изоляции

Проверку сопротивления изоляции проводят с помощью мегомметра с выходным напряжением 500 В между вводом сети питания прибора и клеммой, обозначенной знаком «» на передней панели ИП, а также между выходными клеммами прибора и клеммой, обозначенной знаком «» на передней панели ИП. Тумблер сеть в положении "Вкл.".

Результаты испытаний считают удовлетворительными, если измеренное значение сопротивления изоляции не менее 2 МОм.

7.4 Проверка абсолютной и (или) относительной погрешности воспроизведения выходного напряжения и тока ИП

Определение погрешности измерения выходного напряжения и тока ИП производят после прогрева его в течение 30 минут.

Определение погрешности воспроизведения выходного напряжения ИП в режиме стабилизации напряжения производят цифровым вольтметром В7-65 на выходных клеммах прибора при отключенной нагрузке при 0,1;0,25;0,5;0,75;1,0 от максимального выходного напряжения, или в точках, указанных в инструкции по эксплуатации ИП, следующим образом. С помощью регулятора выходного напряжения ИП устанавливают значение выходного напряжения ИП, контролируя процесс установки по вольтметру на передней панели ИП. После установления на выходе ИП необходимого значения выходного напряжения снимают показания эталонного цифрового вольтметра. Схема измерений на рис. 2

Абсолютная погрешность измерения выходного напряжения ИП U рассчитывается по формуле:

U=Uизм - U, (2)

где Uизм – величина выходного напряжения, измеренная цифровым вольтметром В7-65;

U – показания вольтметра на передней панели ИП.

Относительная погрешность установки выходного напряжения u рассчитывается по формуле:

U=(U/Uизм)100% (3)

Результаты измерений считаются положительными, если погрешность измерения выходного напряжения ИП не будет превышать допускаемое значение, которое указано в техническом описании на ИП.

Рисунок 4.2 – Схема определения погрешности выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения

Определение погрешности измерения выходного тока ИП в режиме стабилизации тока производят при 0,1;0,25;0,5;0,75;1,0 от максимального выходного тока , или в точках, указанных в инструкции по эксплуатации ИП, следующим образом. К выходным клеммам ИП подключают амперметр, ручку регулировки устанавливают на минимальное значение воспроизводимого тока; с помощью регулятора выходного тока ИП устанавливают необходимое значение выходного тока ИП, контролируя процесс установки по амперметру или переключателю на передней панели ИП. После установления на выходе ИП заданного значения тока регистрируют показания эталонного амперметра. Схема измерений на рис. 3

Рисунок 4.3 – Схема определения погрешности выходного тока в режиме стабилизации тока

Абсолютная погрешность измерения выходного тока ИП рассчитывают по формуле:

I=Iизм – I, (4)

где Iизм – показания амперметра ИП.

Относительная погрешность установки выходного тока I рассчитывается по формуле:

I=(I/ Iизм)100% (5)

Результаты измерений считаются положительными, если погрешность измерения выходного тока ИП не будет превышать допускаемое значение, которое указано в техническом описании на ИП.

7.5 Проверка нестабильности выходного напряжения ИП от изменения напряжения питающей сети

Определение нестабильности выходного напряжения ИП в режиме стабилизации напряжения при изменении напряжения питающей сети на ± 10 % от номинального значения, производится при 0,9 и 0,1 от максимального выходного напряжения и максимальном выходном токе вольтметром В7-65. К выходным клеммам ИП подключают вольтметр В7-65 и нагрузку. ИП подключают через автотрансформатор к сети. Устанавливают 0,1 значения максимального воспроизводимого тока. Изменяют напряжения питания на плюс 10 % и на минус 10 % от номинального значения сети (230 В) с выдержкой на крайних и номинальном значениях в течении 1 минуты. После каждого изменения напряжения питающей сети фиксируют показания вольтметра В7-65 (рис.4). Аналогичные измерения проводят для 0,9 значения максимального воспроизводимого тока.

Рисунок 4.4 - Проверке нестабильности выходного напряжения ИП от изменения

напряжения питающей сети

Абсолютное значение нестабильности выходного напряжения определяют по формуле:

Uстаб=U1- Uном, (6)

Относительная погрешность нестабильности выходного напряжения определяется по формуле

Uстаб=(Uстаб/ U1)100% (7)

где U1 – выходное напряжение ИП, измеренное вольтметром В7-65, при напряжении сети отличном от номинального ± 10 %;

Uном - выходное напряжение ИП, измеренное вольтметром В7-65, при номинальном напряжении сети.

Из четырех полученных результатов выбирают наибольшее значение.

Результаты считаются положительными, если значение нестабильности не будет превышать допускаемое значение, указанное в техническом описании на ИП.

7.6 Проверка нестабильности выходного тока ИП от изменения напряжения питающей сети

Определение нестабильности выходного тока ИП при изменении напряжения питающей сети на ± 10 % от номинального значения, производится в режиме стабилизации тока при максимальном выходном токе по схеме рис.4. Устанавливаем 0,9 значения максимального выходного напряжения ИП.

Устанавливаем номинальное значение питающей сети (230В) , реостатом устанавливаем и регистрируем значение выходного тока. Изменяем напряжение питания на плюс 10 % и на минус 10 % от номинального значения сети с выдержкой на крайних и номинальном значениях в течении 1 минуты. Ре-

гистрируем установившееся значение воспроизводимого тока. Абсолютная нестабильность выходного тока определяется по формуле

Iстаб=I1-Iном (8)

Относительная погрешность нестабильности выходного тока определяется по формуле:

Iстаб=(Iстаб/ I1)100% (9)

где I1 – выходной ток ИП, измеренный амперметром, при напряжении сети отличном от номинального ± 10 %;

Iном - выходной ток ИП, амперметром, при номинальном напряжении сети.

Из двух полученных результатов выбирают наибольшее значение.

7.7 Проверка нестабильности выходного напряжения от изменения тока нагрузки

Определение нестабильности выходного напряжения при изменении тока нагрузки от нуля до 0,9 максимального значения ИП в режиме стабилизации напряжения проводится по схеме на рисунке 4.

Выходное напряжение и ток ИП устанавливаются на максимальное значение. К выходным клеммам подключается вольтметр В7 – 65 и измеряется выходное напряжение ИП (U0) при токе нагрузки равном нулю. Затем к выходным клеммам подключаем амперметр и нагрузку, ток нагрузки устанавливаем 0,9 максимального значения при помощи Rн, Через 1 минуту после изменения тока нагрузки измеряется вольтметром выходное напряжение ИП (U1). Нестабильность выходного напряжения рассчитывается по формуле:

, (10)

где - выходное напряжение ИП, измеренное вольтметром, при токе нагрузки 0,9 максимального значения;

- выходное напряжение ИП, измеренное вольтметром, при токе нагрузки равном нулю.

Относительная погрешность нестабильности выходного напряжения от изменения тока нагрузки:

7.8 Проверка нестабильности выходного тока от изменения напряжения на нагрузке

Определение нестабильности выходного тока при изменении напряжения на нагрузке от 0,9 максимального значения до нуля в режиме стабилизации тока проводится по рисунку 4.

В режиме стабилизации тока устанавливается напряжение на нагрузке равное 0,9 максимального значения при помощи Rн , амперметром измеряется ток в цепи нагрузки. Затем сопротивление нагрузки уменьшается до нуля. Через 1 минуту после изменения сопротивления нагрузки опять измеряется ток в цепи нагрузки..

где - выходной ток ИП при напряжении на нагрузке равном 0,9 максимального значения;

I0 – выходной ток при напряжении на нагрузке равном нулю.

Относительная погрешность нестабильности выходного тока от изменения напряжения на нагрузке:

(13)

7.9 Определение пульсаций выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения

Определение пульсаций выходного напряжения ИП в режиме стабилизации напряжения проводят на выходных клеммах прибора милливольтметром В3 – 33, при определении эффективного значения пульсаций и осциллогра

осциллографом С1-166 при определении амплитудного значения. Схема измерений на рис. 5.

Рисунок 4.5 – Схема измерения пульсаций выходного напряжения в режиме

стабилизации напряжения

Амплитудное значение пульсаций определяют как 0,5 величины составляющей от пика до пика. Измерения пульсаций выходного напряжения проводят при 0,9 от максимального выходного напряжения и максимальном выходном токе нагрузке.

Результаты считают удовлетворительными, если значения эффективного значения и амплитудного значения не превышают значения, указанные в описании.

7.10 Определение пульсаций выходного тока ИП в режиме стабилизации тока

Пульсация выходного тока, в режиме стабилизации тока измеряют при максимальном выходном токе следующим образом:

Определяем Rизм по формуле:

Rизм =Uвых/Iвых, (14)

где Uвых и Iвых – показания поверяемого ИП, работающего в режиме стабилизации тока при Uвых=(0,85…0,9) Uмакс.

Rн

Рисунок 4.6 – Схема измерения пульсаций выходного тока в режиме

стабилизации тока

Контролируя неизменность показаний ИП, милливольтметром В3 – 33 измеряем эффективное значение пульсаций на выходе ИП (Uпульс).

I*пульс=Uпульс/Rизм (15)

Пульсации выходного тока определяем по формуле:

Iпульс= I*пульс (16)

Результаты считаются положительными, если эффективное значение пульсаций выходного тока в режиме стабилизации тока не превышает Iмакс.

8 ОФОРМЛЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ ПОВЕРКИ

Результаты поверки оформляются протоколом. Положительные результаты поверки заверяют оттиском поверительного клейма и выдачей свидетельства о поверке.

При отрицательных результатах поверки использование прибора запрещается и выдается заключение о непригодности.

Разработчик, студентка 5-го курса физического факультета

гр.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В наше время наука достигла высокого уровня. Однако нашему государству необходимо не останавливаться на достигнутом и двигаться дальше. Необходимо развиваться, повышать уровень знаний нашего общества.

Отличительной особенностью средств измерения является то, что они обладают метрологическими характеристиками, приобретенными в процессе изготовления, и содержат информацию о единице измеряемой физической величины. Исследование метрологических характеристик СИ необходимо для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью, а также для обеспечения возможности установления точности измерений, достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения их между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам. В ходе эксплуатации метрологические свойства изменяются, и в некоторых случаях может наступить метрологический отказ. Для предотвращения метрологических отказов и обеспечения единообразия средств измерений проводят поверку СИ. Государственная (ведомственная) поверка СИ, устанавливающая метрологическую исправность, является формой надзора за средствами измерений.

Двадцать первый век — век информатики и век измерений. Метрология стала сферой не только производственной, но и массовой, бытовой, публичной деятельности. И перед нею стоит задача повышения общей метрологической культуры общества. На основе измерений получают информацию о состоянии производственных, экономических и социальных процессов. Измерительная информация служит основой для принятия решений о качестве продукции при внедрении систем качества, в научных экспериментах и т.д. И только достоверность и соответствующая точность результатов измерений обеспечивает правильность принимаемых решений на всех уровнях управления. Получение недостоверной информации приводит к неверным решениям, снижению качества продукции, возможным авариям.

Поэтому вопросами развития метрологии, совершенствованию деятельности метрологических организации и служб должно уделяться самое пристальное внимание руководителями производственных предприятий, научно производственных объединений и научно исследовательских институтов.

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

ГОСТ 13109-97. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Нормы качества электрической энергии в системах электроснабжения общего назначения.
СТБ 8001-93. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Государственные испытания средств измерений. Основные положения. Организация и порядок проведения.
СТБ 8.003-2011. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Поверка средств измерений. Правила проведения работ.
СТБ 8014-2000. Система обеспечения единства измерений Республики Беларусь. Калибровка средств измерений. Основные положения. Организация и порядок проведения.

Приложение А

В ходе дипломной работы я создала универсальную методику поверки на источники питания и произвела поверку источника питания Б 5-43.

Приложение Б

Лабораторная работа № 1

ПРОВЕРКА АБСОЛЮТНОЙ И ОТНОСИТЕЛЬНОЙ

ПОГРЕШНОСТЕЙ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ ВЫХОДНОГО НАПРЯЖЕНИЯ В ИСТОЧНИКЕ ПИТАНИЯ ПОСТОЯННОГО ТОКА Б5-43

Цель работы: Ознакомление с метрологическими характеристиками источника питания, приобрести навыки измерения и вычисления погрешностей выходного напряжения в источнике питания Б5-43.

Приборы и принадлежности: Вольтметр универсальный цифровой В7-65, амперметр М2008 .

Краткие теоретические сведения

Источник питания Б5-43(рис.1) предназначен для питания радиотехнических устройств постоянным напряжением, прибор работает в режиме стабилизации тока и в режиме стабилизации напряжения, имеет ручное и дистанционное управление выходными напряжениями и выходными токами.

Рисунок А.1 Источник питания постоянного тока Б5-43

Источники питания постоянного тока Б5-43 представляют собой компенсационные стабилизаторы с последовательным включением регулирующего элемента и усилителя обратной связи. Могут работать как в режиме стабилизации напряжения так и в режиме стабилизации тока. Все источники питания постоянного тока выполнены по единой схеме, отличающиеся лишь типами комплектующих изделий.

Структурная схема состоит из следующих частей:

- дистационные регулирование напряжения и тока;

- ручное регулирование напряжения и тока;

- гальванические развязки;

- измерительные мосты напряжения и тока;

- усилители обратной связи;

- схема ИЛИ;

- цепи питания;

- выпрямитель;

- фильтр;

- регулирующий элемент.

Принцип действия прибора следующий. В режиме стабилизации напряжения выходное напряжение прибора в измерительном мосте сравнивается с опорным напряжением. Сигнал ошибки поступает на вход усилителя обратной связи, где усиливается до необходимой величины и подается через схему ИЛИ в фазе, при которой напряжение на выходе прибора поддерживается с заданной точностью.

В режиме стабилизации тока с опорным напряжением сравнивается напряжение, пропорциональное выходному току. Сигнал рассогласования усиливается и через схему или подается на регулирующий элемент. Управление выходным напряжением и выходным током производится изменением соотношения сопротивления плеч измерительных постов.

С целью обеспечения возможности ручного и дистационного управления выходным напряжением и выходным током в приборах использованных 2 цифроаналоговых преобразователя, которые обеспечивают преобразования цифровой информации, поступающей либо с передней панели прибора, либо от любого управляющего устройства через разъем ДУ (дистационное управление) на задней панели прибора, в аналоговую величину сопротивления, вводимых в измерительные мосты. Переключение сопротивлений осуществляется с помощью магнитных-реле, которые обеспечивают одновременно гальванические развязки выходных цепей прибора.

Схема ИЛИ обеспечивает переход из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока.

Основная погрешность установки выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения не превышает

±(0,5%Uуст+0,1%Uмакс).

Основная погрешность установки выходного тока в режиме стабилизации тока не превышает

±(1,0%Iуст+0,2%Iмакс).

Нестабильность выходного напряжения при изменении напряжения питающей сети ±10% от номинального значения в режиме стабилизации напряжения не превышает:

±0,01% - за 1-20 секунд;

±0,01% - за 5 минут.

Нестабильность выходного тока при изменении напряжения питающей сети ±10% от номинального значения в режиме стабилизации тока не превышает:

±0,05% - за 1-20 секунд;

±0,05% - за 5 минут.

Нестабильность выходного напряжения при изменении тока нагрузки от 0,9 максимального значения до 0 в режиме стабилизации напряжения не превышает:

±0,05% - за 1-20 секунд;

±0,05% - за 5 минут.

Нестабильность выходного тока при изменении тока нагрузки от 0,9 максимального значения до 0 в режиме стабилизации тока не превышает:

±0,1%Iмакс - за 1-20 секунд;

±0,1%Iмакс - за 5 минут.

Пульсация выходного напряжения прибора в режиме стабилизации напряжения не превышают 1 мВ эффективного значения.

Пульсация выходного тока прибора в режиме стабилизации тока не превышают 0,2%Iмакс эффективного значения.

Дополнительная погрешность выходного напряжения при изменении температуры на 10 С в режиме стабилизации напряжения не превышает основной погрешности.

Дополнительная погрешность выходного тока при изменении температуры на 10 С в режиме стабилизации тока не превышает основной погрешности. Также в этом приборе предусмотрена защита от перегрузок и коротких замыканий на выходе прибора путем автоматического перехода из режима стабилизации напряжения в режим стабилизации тока и наоборот.

Порядок выполнения работы

1. Определение погрешности измерения выходного напряжения ИП

001, 002, 003,004, 005, 006, 007, 008, 009, 010, 020, 030, 040, 050, 060, 070,

080, 090, 100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 999 следующим образом. С помощью регулятора выходного напряжения ИП устанавливают значение выходного напряжения ИП, контролируя процесс установки по вольтметру на передней панели ИП. После установления на выходе ИП необходимого значения выходного напряжения снимают показания эталонного цифрового вольтметра. Схема измерений на рис. 1

Рисунок 1 – Схема определения погрешности выходного напряжения в режиме стабилизации напряжения

Абсолютная погрешность измерения выходного напряжения ИП U рассчитывается по формуле:

U=Uизм - U, (1)

где Uизм – величина выходного напряжения, измеренная цифровым вольтметром В7-65;

U – показания вольтметра на передней панели ИП.

Относительная погрешность установки выходного напряжения u рассчитывается по формуле:

U= *100% (2)

Результаты измерений считаются положительными, если погрешность измерения выходного напряжения ИП не превышает значение ±(0,5%Uуст+0,1%Uмакс). Полученные значения записываем в таблицу № 1.

2. Определение погрешности измерения выходного тока ИП

Определение погрешности измерения выходного тока ИП в режиме стабилизации тока производят при 0,1;0,25;0,5;0,75;1,0 от максимального выходного тока, или в точках 001, 002, 003,004, 005, 006, 007, 008, 009, 010, 020, 030, 040, 050, 060, 070, 080, 090, 100, 199 следующим образом. К выходным клеммам ИП подключают амперметр, ручку регулировки устанавливают на минимальное значение воспроизводимого тока; с помощью регулятора выходного тока ИП устанавливают необходимое значение выходного тока ИП, контролируя процесс установки по амперметру или переключателю на передней панели ИП. После установления на выходе ИП заданного значения тока регистрируют показания эталонного амперметра. Схема измерений на рис. 2

Рисунок 2 – Схема определения погрешности выходного тока в режиме стабилизации тока

Абсолютная погрешность измерения выходного тока ИП рассчитывают по формуле:

I=Iизм – I, (3)

где Iизм – показания амперметра ИП.

Относительная погрешность установки выходного тока I рассчитывается по формуле:

(4)

Результаты измерений считаются положительными, если погрешность измерения выходного тока ИП не будет превышать допускаемое значение ±(1,0%Iуст+0,2%Iмакс). Полученные значения записываем в таблицу №1.

Таблица А.1 – Результаты абсолютной и относительной погрешности

Точки проверки по напряжению	U, В	U, %	Точки проверки по току	I, В	I, %
001			001
002			002
003			003
004			004
005			005
006			006
007			007
008			008
009			009
010			010
020			020
030			030
040			040
050			050
060			060
070			070
080			080
090			090
100			100
200			199
300
400
500
600
700
800
999

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

Назначение источника питания Б5-43?
В каких режимах может работать ИП?
Что представляет собой источник питания?
Из каких элементов состоит структурная схема ИП?
Принцип действия ИП?
Какие основные метрологические характеристики ИП вы знаете?
Как определить погрешность измерения выходного напряжении?
Как определить погрешность измерения выходного тока?

ИП

Реостат

В7-65

ИП

М 2008

ИП

Реостат

ЛАТР

В7-65

ИП

С1-166

В3-33

Rизм

ИП

В7-65

Rизм

В3-38

В7-65

ИП

М 2008

ИП

Разработка методики поверки источников питания серии Б5