Современное состояние эталонной базы в области измерений переменного тока в диапазоне частот 20 - 1·106 Гц

Содержание

Введение                                                                                                         3

1.       Современное состояние эталонной базы в области измерений переменного тока в диапазоне частот 20 - 1·10⁶ Гц.                             5

1.1     Государственная поверочная схема для средств измерений переменного электрического тока.                                                    6

1.2  Государственный эталон ГЭТ 88-88.                                                8                                            

1.3  Вторичные эталоны.                                                                             12

1.4  Рабочие эталоны 1-го разряда.                                                            14

1.4.1  Термоэлектрические преобразователи типа ПТТЭ.                           15

1.4.2  Термоэлектрические преобразователи типа Т300.                             17

1.4.3  Комплект поверочный переносной КПП-1.                                        18

1.5  Рабочие эталоны 2-го разряда.                                                            20

1.6  Рабочие эталоны 3-го разряда.                                                            21

1.7  Рабочие средства измерения.                                                               22

2.       Техническое задание на разработку рабочего эталона 0-го разряда единицы силы переменного тока в диапазоне частот

20 - 1·10⁶ Гц.                                                                                          24

3.       Разработка структурной схемы эталона и выбор ее элементов.        29

3.1     Структурная схема эталона.                                                                 30

3.2     Элементы структурной схемы.                                                            33

3.2.1  Компарирующие термоэлектрические преобразователи.                  33

3.2.2  Средства измерений постоянного тока.                                              36

3.2.3  Источники питания измерительных цепей эталона.                          37

3.2.4  Вспомогательные устройства и связь с ПК.                                       37

4.       Анализ погрешностей эталона.                                                            39

5.       Связь с ГСЭ ГЭТ 88-88 и передача размера единицы силы переменного тока рабочим эталонам 1-го разряда.                            44

6.  Экспериментальная апробация рекомендуемого метода.                  46

7.  Мероприятия по безопасности.                                                            53

8.  Экономическая часть.                                                                          62

Заключение.                                                                                                    68

Литература.                                                                                                      70

Введение.

Развитие важнейших областей промышленности и науки, обеспечение высокого качества продукции ставят перед измерительной техникой и метрологией новые серьезные задачи.

Переменный электрический ток является одной из важнейших и распространенных физических величин, измерение которой необходимо в промышленности и при научных исследованиях. В таких областях народного хозяйства как - электроэнергетика, металлургия, электротехническая промышленность, электроника, связь и др. - требуется измерение переменного тока  в широком диапазоне значений - от долей микроампера до сотен килоампер - и при различных частотах - от нижних звуковых частот до сотен килогерц. Измерение больших токов в основном осуществляется на промышленных частотах, а наибольшие частоты ограничиваются десятками килогерц, потребность в измерении токов малых значений возникает также и при высоких частотах - до нескольких сотен килогерц. Для измерений токов в среднем диапазоне значений (от 5мА до 10А) измерительные преобразователи средств измерений (СИ) подключаются непосредственно в цепь объекта измерений, при измерениях весьма малых и весьма больших токов связь измерительного преобразователя с объектом измерений осуществляется через масштабные преобразователи (усилители, трансформаторы, шунты и др.). Масштабные преобразователи используются как элементы СИ тока для среднего диапазона значений. Указанные обстоятельства, т.е. большое число областей применения, различные требования к точности измерений, различие условий применения, обуславливают широту номенклатуры и существенный объем выпускаемых и находящихся в эксплуатации СИ переменного тока. Общее число их в стране составляет порядка нескольких миллионов. Поскольку для практики преимущественное значение имеет измерение действующего тока подавляющее большинство СИ переменного тока предназначено для измерений именно этого вида тока. В действующем токе градуированы также приборы, основанные на использовании измерительных преобразователей других видов тока, например, средневыпрямленного тока (для этих СИ имеются ограничения к нелинейным искажениям в кривой измерительного тока). Поэтому метрологическое обеспечение области измерений переменного тока также осуществляется в основном по действующему току. Единство измерений в данной области обеспечивается государственным специальным эталоном и системой передачи размера единицы образцовым и рабочим СИ. Развитие современной техники, возрастание требований к качеству промышленной продукции и технологических процессов неразрывно связаны с постоянным совершенствованием применяемых рабочих СИ, что ставит новые задачи при создании эталонов и образцовых