ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО СТАНДАРТАМ МЕТОДИЧЕСКИЕ
УКАЗАНИЯ РД 50-206-80 Москва ИЗДАТЕЛЬСТВО СТАНДАРТОВ РАЗРАБОТАНЫ Всесоюзным научно-исследовательским институтом метрологии измерительных и управляющих систем научно-производственного объединения «Система» Генеральный директор Е.Т. Удовиченко Начальник отдела А.А. Брагин Руководитель работы А.Л. Семенюк Ответственный исполнитель В.И. Бородатый Исполнитель И.Г. Средина ВНЕСЕНЫ Управлением метрологии Государственного комитета СССР по стандартам Начальник Управления метрологии Л.К. Исаев УТВЕРЖДЕНЫ И ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Госстандарта от 11 июля 1980 г. № 3562 РУКОВОДЯЩИЙ НОРМАТИВНЫЙ ДОКУМЕНТ
Утверждены Постановлением Госстандарта от 11 июля 1980 г. № 3562, срок введения установлен с 1 июля 1981 г. Методические указания содержат требования к нормированию и определению метрологических характеристик (MX) измерительных преобразователей кода в постоянное напряжение и ток как вновь разрабатываемых, так и выпускаемых серийно при плановом пересмотре документации последних. 1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ1.1. Методические указания распространяются на измерительные преобразователи кода в постоянное напряжение и ток (в дальнейшем - преобразователи), имеющие самостоятельное конструктивное оформление. 1.2. Методические указания устанавливают комплекс нормируемых MX, форму представления нормируемых MX в нормативно-технической документации и методы экспериментального определения MX, служащих для сравнения с нормируемыми. 1.3. Методические указания развивают положения ГОСТ 14015-68 в части методов нормирования и экспериментального определения MX преобразователей Государственной системы промышленных приборов и средств автоматизации и регламентируют способы нормирования MX в соответствии с ГОСТ 8.009-72 для всех преобразователей (п. 1.1). 1.4. В обоснованных случаях по согласованию с Госстандартом допускается нормировать MX и использовать методы их определения, отличные от приведенных в данных методических указаниях. 1.5. Методические указания могут быть использованы для нормирования и определения MX управляемых кодом делителей напряжения и тока, имеющих самостоятельное конструктивное оформление. 2. НОРМИРУЕМЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ2.1. Комплекс MX преобразователей следует составлять с учетом требований ГОСТ 8.009-72 и включать следующие MX. 2.1.1. MX, определяющие номинальную характеристику преобразователей: входной код, число разрядов кода, диапазон изменения значений кода, номинальную цену единицы младшего разряда кода, диапазон изменения выходного сигнала. 2.1.2. Характеристики погрешности Δ преобразователей данного типа: а) предел допускаемого значения погрешности Δд; б) предел допускаемой систематической составляющей Δс.д и предел допускаемого среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности σд(). 2.1.3. Характеристики погрешности, обусловленной нелинейностью статической характеристики преобразования: а) предел допускаемого значения интегральной нелинейности Δи.н.пр.; б) предел допускаемого значения дифференциальной нелинейности Δд.н.пр. 2.1.4. Динамические характеристики преобразователя: а) переходный процесс на выходе преобразователя h(t); б) время установления tу; в) амплитуда максимального выброса А. Допускается нормировать и другие параметры переходного процесса, необходимые для правильной эксплуатации конкретного преобразователя. 2.1.5. Выходной импеданс zвых. 2.1.6. Неинформативные параметры входного и выходного сигналов. 2.1.7. Наибольшие допускаемые изменения MX, вызванные изменениями внешних влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала. 2.1.8. Характеристики погрешности А преобразователя в интервале влияющей величины или неинформативного параметра входного сигнала. 2.1.9. Класс точности. 2.2. MX (пп. 2.1.2 - 2.1.6) следует нормировать для нормальных или рабочих условий применения преобразователей. 2.3. MX (пп. 1.2.7 и 1.2.8) следует нормировать для рабочих условий применения преобразователей. 2.4. MX следует нормировать для рабочих условий применения в тех случаях, когда наибольшее изменение MX, вызванное изменениями влияющих величин в пределах рабочих условий применения, не превышает 20 % нормированного значения MX. 2.5. MX следует нормировать для нормальных условий применения в тех случаях, когда наибольшие изменения MX, вызванные изменениями влияющих величин в пределах рабочих условий применения, превышают 20 % нормированного значения MX. 2.6. В обоснованных случаях по согласованию с Госстандартом допускается не нормировать динамические характеристики (п. 2.1.4 а, в). 2.7. Класс точности устанавливается в случаях, когда преобразователи являются мерой постоянного напряжения и тока. 2.8. Если преобразователь имеет несколько поддиапазонов, MX нормируют для каждого поддиапазона. 3. СПОСОБЫ НОРМИРОВАНИЯ И ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК3.1. Класс точности устанавливается по значению предела погрешности преобразователей данного типа в нормальных условиях применения. Класс точности преобразователя обозначается c/d, где с - величина, численно равная значению относительной погрешности в конце шкалы в %, d - постоянная величина в %. Значения с и d выбираются из чисел ряда (10; 6; 5; 4; 2,5; 2; 1,5) · 10-n, где n - целое положительное число. Примечание. Класс точности не устанавливается для преобразователей, погрешность Δ которых нормируется по п. 2.1.2 б. 3.2. Предел допускаемой относительной погрешности преобразователя не должен превышать значений, определяемых по формуле: где х - значение выходной величины; хк - конечное значение рабочего диапазона выходной величины. В случае, когда класс точности не указывается, допускается представлять характеристики погрешности преобразователей функциональной зависимостью, таблицей или графиком по ГОСТ 22261-76. 3.3. Предел допускаемого значения интегральной нелинейности Δи.н.пр (п. 2.1.3 а) должен быть указан в единицах младшего разряда. 3.4. Предел допускаемого значения дифференциальной нелинейности Δд.н.пр (п. 2.1.3 б) должен быть указан в единицах младшего разряда. B случае, когда каждое приращение выходного сигнала при последовательной смене значений входного кода не отрицательно, следует указывать «характеристика преобразования монотонна»; в противном случае указывать «характеристика преобразователя немонотонна». 3.5. Время установления ty (п. 2.1.4 б) следует нормировать путем указания предельного значения. 3.6. Предельное значение времени установления ty следует устанавливать исходя из чисел ряда: 10; 8; 5; 4; (3); 2,5; 2; 1,5. Числа больше 10 и меньше 1 получаются умножением соответственно на 10n и 10-n, где п - целое положительное число. 3.7. Переходный процесс на выходе преобразователя h(t) (п. 2.1.4 а) следует нормировать в аналитической, графической или табличной форме путем указания номинальной функции и границ допускаемых отклонений (или граничных функций). Амплитуду выброса следует нормировать путем указания предельного значения в процентах от установившегося значения выходного сигнала. 3.8. Выходной импеданс zвых преобразователя (п. 2.1.5) задается в виде выходного сопротивления Rвых и выходной емкости Свых. 3.9. Способы нормирования неинформативных параметров входного и выходного сигналов устанавливают в технических условиях на преобразователи данного типа. 3.10. Наибольшие допускаемые изменения MX должны быть нормированы отдельно для каждого влияющего фактора (параметра). 3.11. Наибольшие допускаемые изменения MX должны быть нормированы в виде границ зоны вокруг действительного значения данной MX при нормальных условиях. Границы зоны указывают в единицах данной MX или в процентах от ее значения, нормированного для нормальных условий. 3.12. MX в диапазоне изменения влияющей величины должны быть нормированы так же, как MX в нормальных условиях применения. 4. МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ И ВЫЧИСЛЕНИЯ ОЦЕНОК МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК4.1. Значение погрешности Δ определяется методом прямого или косвенного измерения разности номинального и действительного значений выходного сигнала преобразования при одинаковых значениях входного кода (п. 1 приложения 1). Погрешность Δ оценивается как наибольшее по абсолютному значению из экспериментально полученных значений погрешности. Для выбора поверяемых точек может быть использована методика, изложенная в приложении 2. 4.2. Составляющие погрешности Δ оценивают следующим образом. 4.2.1. Систематическую составляющую погрешности оценивают по формуле где Δi - i-я реализация погрешности; п - число опытов при определении погрешности (число п указывается в нормативно-технической документации на конкретный тип преобразователя). Перед каждым измерением входной код сбрасывается до соответствующего нулевому значению выходного сигнала. 4.2.2. Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности оценивают по формуле (3) Примечание. Время для проведения п опытов задают в нормативно-технической документации на конкретный тип преобразователей. 4.3. Значение интегральной нелинейности Δи.н определяют путем измерения разности между значениями реальной статической характеристики преобразователя и прямой, линеаризирующей данную MX по критерию min(Δи.н.max), т.е. минимальности значения Δи.н.max при одинаковых значениях входного сигнала (п. 2 приложения 1). Допускается в обоснованных случаях осуществлять линеаризацию по критерию наименьших квадратов или соединением начальной и конечной точек статической характеристики, если при этом полученные прямые, линеаризирующие реальную статическую характеристику, не отличаются друг от друга более чем на значение кванта при одинаковых значениях входного кода. 4.4. Значение дифференциальной нелинейности Δд.н определяют путем нахождения разности изменения выходного сигнала при последовательной смене значений входного кода и номинального значения младшего разряда (п. 3 приложения 1). 4.5. Время установления ty определяют путем измерения интервала от момента скачкообразного изменения значения входного кода t0 до момента, начиная с которого значение выходного сигнала преобразователя отличается от установившегося не более чем на предел допускаемого значения погрешности (п. 4 приложения 1): а) при изменении значений входного кода, определяющем максимальное значение ty (например, для однополярного преобразователя с двоичным входным кодом при изменении значений кода от минимального до максимального в прямом и обратном направлениях); б) при изменении значений входного кода на единицу младшего разряда (например, для однополярного преобразователя с двоичным кодом при смене старшего разряда на сумму младших разрядов в прямом или обратном направлении). Примечание. Моментом t0 следует считать центр интервала времени Δt, за который происходит изменение значений кода; при этом значение Δt не должно превышать предельного значения погрешности измерения ty. 4.6. Переходный процесс на выходе преобразователя h(t) следует определять путем подачи на вход кодового сигнала, изменяющегося от нулевого до максимального значения и обратно, и регистрации выходного сигнала преобразователя (пп. 5, 6 приложения 1). 4.7. Амплитуду максимального выброса А переходного процесса определяют путем измерения наибольшего отклонения выходного сигнала от его установившегося значения при максимальном изменении значений входного кода (пп. 5, 6 приложения 1). 4.8. Составляющие выходного импеданса измеряют раздельно. 4.8.1. Выходное сопротивление Rвых (п. 3.8) измеряют при минимальном и максимальном значениях входного кода путем подключения и отключения сопротивления нагрузки Rн и измерения выходного напряжения преобразователя образцовым прибором. В обоснованных случаях допускается определять Rвых х при одном значении входного кода. 4.8.2. Выходную емкость Свых (п. 3.8) измеряют путем подачи на вход преобразователя периодической смены значений входного кода с минимального на максимальное и наоборот с частотой не более f ≤ 1/ty; длительность переходных процессов в выходной цепи преобразователя определяет Свых. 4.9. В нормативно-технических документах, определяющих методику проведения испытаний конкретных видов преобразователей, должны быть указаны: а) алгоритм выбора поверяемых точек (приложение 2) либо непосредственно значения входных кодовых сигналов, при которых следует определять значения MX; б) алгоритм проведения линеаризирующей прямой, относительно которой определяется интегральная нелинейность преобразователей. 4.10. Алгоритм выбора поверяемых точек, а также конкретные значения входного кода, при которых следует определять значения MX, должны устанавливаться таким образом, чтобы обеспечить выявление максимальных значений соответствующих MX. ПРИЛОЖЕНИЕ 1
|