Калибровка мультиметра: обеспечение точности. Каким образом качественно откалибровать мультиметр? Часть 2

ОКОНЧАНИЕ. Начало Часть 1                      

Шаг 1: Соберите необходимое оборудование

Перед началом процесса калибровки убедитесь, что у вас есть следующее оборудование:

 Калиброванный и, в идеале, прослеживаемый эталонный стандарт, в данном случае — электрический калибратор (ссылка на информацию о прослеживаемости NIST)

 Четыре измерительных провода одинаковой длины

 Средства защиты, такие как перчатки и защитные очки

 Подходящее рабочее место с минимальными электромагнитными помехами

 Наиболее важным этапом этого процесса является выбор калибратора, подходящего для данной работы. При выборе калибратора следует руководствоваться двумя основными критериями:

 Калибратор должен быть как минимум в четыре раза точнее, чем мультиметр, который вы собираетесь калибровать (см. Коэффициенты неопределенности испытаний (TUR))

 Калибратор должен охватывать функции, присутствующие в мультиметре (т.е. напряжение, ток, сопротивление и т. д.)

Наиболее распространенным эталонным калибратором является Fluke 5522A (на момент написания этой статьи).

Следует отметить, что калибраторы — это дорогостоящее оборудование, как с точки зрения первоначальных затрат, так и ежегодного обслуживания. Это высокоспециализированные и мощные приборы. Не торопитесь при выборе подходящего калибратора для вашей задачи.

Шаг 2: Ознакомьтесь с инструкциями производителя.

Обратитесь к руководству пользователя или документации, предоставленной производителем мультиметра. В них содержатся конкретные инструкции по калибровке, поскольку разные модели могут иметь различные процедуры калибровки. Ознакомьтесь с рекомендациями производителя, чтобы обеспечить правильный процесс калибровки.

Помимо точного описания процесса калибровки мультиметра, руководство также должно содержать список конкретных контрольных точек, в которых следует калибровать прибор, а также допустимое отклонение от этой контрольной точки, которое все еще позволяет считать прибор «в пределах допустимых отклонений».

Если производитель по какой-либо причине не предоставляет эту процедуру, существуют несколько процедур, разработанных регулирующими органами по калибровке мультиметров, которые можно использовать в качестве справочного материала. Например, Euramet CG-15.

Шаг 3: Выполните предварительную калибровку.

Перед началом процесса калибровки выполните следующие проверки:

1. Осмотрите мультиметр на наличие видимых повреждений или износа.

2. Убедитесь, что мультиметр чистый и свободен от грязи и мусора.

3. Проверьте, что батарейки в мультиметре новые и правильно установлены.

Шаг 4: Обнулите показания мультиметра

Для калибровки мультиметра первым шагом является его обнуление. Этот процесс включает в себя обнуление любых смещений или остаточных показаний, отображаемых мультиметром при отсутствии напряжения или тока. Выполните следующие шаги для обнуления мультиметра:

1. Установите мультиметр на соответствующую функцию измерения (например, напряжение, ток, сопротивление).

2. Соедините измерительные щупы вместе, обеспечив короткое замыкание.

3. Отрегулируйте ручку обнуления или используйте функцию обнуления, указанную в руководстве пользователя, чтобы исключить любые отображаемые показания.

Шаг 5: Выполните калибровку мультиметра.

После обнуления мультиметра настало время выполнить калибровку. На этом этапе необходимо использовать калиброванный эталонный стандарт, описанный ранее.

Хотя точный процесс калибровки мультиметра может различаться (обязательно обратитесь к процедуре, описанной в шаге 2), общий процесс одинаков для большинства мультиметров. Для каждой функции (например, постоянное напряжение, переменное напряжение, постоянный ток, переменный ток, сопротивление и т. д.) выполните следующие общие шаги для калибровки:

5.1. Калибровка функции постоянного напряжения

Для начала калибровки используйте измерение постоянного напряжения, выбрав соответствующую функцию на поворотном регуляторе.

1. Каждый портативный цифровой мультиметр может иметь разные возможности измерения постоянного напряжения, поэтому обязательно проверьте рабочий диапазон вашего прибора, но у большинства диапазон составляет от нескольких милливольт до 1000 В.

2. Подключите измерительные щупы от выхода напряжения (стандартный выход) и общего выхода вашего эталонного калибратора к входу напряжения вашего цифрового мультиметра, используя указанные выше измерительные щупы.

3. Начиная с низкого напряжения и используя простые контрольные точки, подайте известное напряжение от вашего эталонного калибратора (например, 10 мВ, 1 В, 10 В) и снимите показания с вашего цифрового мультиметра, чтобы определить, соответствует ли показание приложенного напряжения допустимым пределам точности (которые указаны в техническом описании мультиметра).

4. Повторяйте этот процесс, пока не убедитесь в точности вашего прибора в пределах его рабочего диапазона.

5. Убедитесь, что калибратор находится в режиме ожидания.

5.2. Калибровка функции переменного напряжения

После проверки постоянного напряжения перейдите к проверке переменного напряжения и выберите функцию проверки переменного напряжения на поворотном переключателе.

1. Каждый портативный цифровой мультиметр может иметь разные возможности измерения переменного напряжения, поэтому обязательно проверьте рабочий диапазон вашего прибора, но у большинства диапазон составляет от нескольких милливольт до 600 В.

2. Подключите измерительные щупы от выхода напряжения (стандартный выход) и общего выхода вашего эталонного калибратора к входу напряжения вашего цифрового мультиметра, используя указанные выше измерительные щупы.

3. Начиная с низкого напряжения и используя простые контрольные точки, подайте известное напряжение от вашего эталонного калибратора (например, 10 мВ, 1 В, 10 В) с частотой 60 Гц и снимите показания с вашего цифрового мультиметра, чтобы определить, измеряет ли он приложенное напряжение в пределах допустимых значений точности (которые указаны в техническом описании мультиметра).

4. Повторяйте этот процесс, пока не убедитесь в точности вашего прибора в пределах его рабочего диапазона и на желаемых дополнительных частотах (распространенные контрольные частоты включают 50 Гц, 60 Гц, 400 Гц, 1 кГц).

5. Убедитесь, что калибратор находится в режиме ожидания.

5.3. Калибровка функции постоянного тока

После проверки функций измерения напряжения можно перейти к проверке постоянного тока, выбрав функцию измерения постоянного тока на поворотном переключателе.

1. Каждый портативный цифровой мультиметр может иметь разные возможности измерения постоянного тока, поэтому обязательно проверьте рабочий диапазон вашего прибора, но у большинства диапазон составляет от низких мкА до 10 А.

2. Подключите измерительные щупы от клеммы Aux или 20A (соответствующая клемма высокого напряжения зависит от диапазона измерения) и общей клеммы вашего эталонного калибратора к входу тока на вашем цифровом мультиметре, используя указанные выше измерительные щупы. Обратите внимание, что большинство цифровых мультиметров имеют как вход для низкого тока (400 мА и ниже), так и вход для высокого тока (от 400 мА до 10 А). Убедитесь, что используете правильный вход для вашего конкретного теста.

3. Начиная с низкого тока и используя точки измерения, основанные на здравом смысле, подайте известный ток от вашего эталонного калибратора (например, 100 мкА, 1 А, 10 А) и снимите показания с вашего цифрового мультиметра, чтобы определить, измеряет ли он приложенный ток в пределах допустимых значений точности (которые указаны в техническом описании мультиметра).

4. Повторяйте этот процесс, пока не убедитесь в точности вашего измерительного прибора в пределах его рабочего диапазона.

5. Убедитесь, что калибратор находится в режиме ожидания.

5.4. Калибровка функции переменного тока

Далее вы можете перейти к измерению переменного тока, выбрав функцию измерения переменного тока на поворотном переключателе.

1. Каждый портативный цифровой мультиметр может иметь разные возможности измерения переменного тока, поэтому обязательно проверьте рабочий диапазон вашего прибора, но большинство имеют диапазон от низких миллиампер до 10 А.

2. Подключите измерительные щупы от клеммы Aux или 20A (соответствующая клемма высокого напряжения зависит от диапазона измерения) и общей клеммы вашего эталонного калибратора к входу тока на вашем цифровом мультиметре, используя указанные выше измерительные щупы. Обратите внимание, что большинство цифровых мультиметров имеют как вход для низкого тока (400 мА и ниже), так и вход для высокого тока (от 400 мА до 10 А). Убедитесь, что используете правильный вход для вашего конкретного теста.

3. Начиная с низкого тока и используя точки измерения, основанные на здравом смысле, подайте известный ток от вашего эталонного калибратора (например, 1 мА, 1 А, 10 А) с частотой 60 Гц и снимите показания с вашего цифрового мультиметра, чтобы определить, измеряет ли он приложенный ток в пределах допустимых значений точности (которые указаны в техническом описании мультиметра).

4. Повторяйте этот процесс, пока не убедитесь в точности вашего измерительного прибора в пределах его рабочего диапазона и на желаемых дополнительных частотах (обычно используемые тестовые частоты включают 50 Гц, 60 Гц, 400 Гц, 1 кГц).

5. Убедитесь, что калибратор находится в режиме ожидания.

5.5. Калибровка функции сопротивления

Наконец (по крайней мере, для проверки точности наиболее распространенных функций цифрового мультиметра), вы можете перейти к измерению сопротивления и выбрать функцию измерения сопротивления на поворотном регуляторе.

1. Каждый портативный цифровой мультиметр может иметь разные возможности измерения сопротивления, поэтому обязательно проверьте рабочий диапазон вашего прибора, но большинство из них имеют диапазон от низкого сопротивления до 50 МОм.

2. Подключите измерительные щупы от выходного и общего контактов эталонного калибратора к стандартному входу цифрового мультиметра, используя указанные выше измерительные щупы. Кроме того, подключите стандартный выход сопротивления калибратора к входу цифрового мультиметра (должно быть 4 щупа, подключенных к двум группам клемм на калибраторе, обе группы подключены к входу сопротивления цифрового мультиметра, при этом щупы от измерительных клемм сначала должны контактировать с цифровым мультиметром).

3. Установите калибратор на 4-проводной выход измерения сопротивления (это позволит использовать измерительные щупы для исключения потенциальной ошибки измерения).

4. Начиная с контрольных точек с низким сопротивлением, используя простые и понятные контрольные точки, приложите известное сопротивление от вашего эталонного калибратора (например, 1 Ом, 10 Ом, 100 Ом и т. д.) и снимите показания с вашего цифрового мультиметра, чтобы определить, находится ли приложенное сопротивление в пределах допустимых значений точности (которые указаны в техническом описании мультиметра).

5. Повторяйте этот процесс, пока не убедитесь в точности вашего мультиметра в пределах его применимого диапазона.

6. Убедитесь, что калибратор находится в режиме ожидания.

Описанный выше процесс калибровки мультиметра предназначен для обычных мультиметров и охватывает только наиболее распространенные функции. Если ваш мультиметр имеет дополнительные функции, такие как измерение частоты или емкости, вам также потребуется выполнить процесс калибровки для этих функций.

Шаг 6: При необходимости внесите корректировки.

В идеальном мире каждая контрольная точка на вашем мультиметре находилась бы в пределах допустимых отклонений. Конечно, мы не живем в идеальном мире. Нередко для приведения мультиметра в соответствие с допустимыми отклонениями требуется корректировка. По нашему опыту, это происходит примерно в 5% случаев.

Если вы вернетесь к руководству пользователя, которое вы нашли ранее, там почти наверняка будет описан процесс корректировки вашего мультиметра. Некоторые мультиметры имеют встроенные механизмы калибровки, в то время как другие могут потребовать ручной регулировки с помощью отверток или триммеров. Следуйте инструкциям производителя для завершения калибровки и фиксации любых механизмов регулировки.

После завершения регулировки крайне важно повторно откалибровать мультиметр, чтобы убедиться в правильности вашей настройки. Просто повторите процесс, описанный в шаге 5.

Калибровка против регулировки

Калибровка и регулировка часто путаются друг с другом. Важно отметить, что процесс калибровки по своей сути не включает в себя регулировку.

Калибровка — это просто сравнение рассматриваемого прибора с известным эталоном. Если обнаруживается, что прибор выходит за пределы допустимых отклонений, его следует отрегулировать до нужного значения, а затем повторно откалибровать.

Если требуется регулировка мультиметра, следует также отметить результаты калибровки до и после ее проведения в сертификате.

Шаг 7: Завершение калибровки

После того как вы будете удовлетворены результатами калибровки, вам потребуется задокументировать процесс калибровки. Если у вас есть руководство по качеству, оно может точно указывать, что вам нужно включить в сертификаты калибровки. Чаще всего вам потребуется указать следующее:

o Дата

o Уникальный идентификатор мультиметра

o Условия окружающей среды во время калибровки мультиметра

o Используемые калибровочные стандарты

o Проверенные контрольные точки

o Показания мультиметра в этих контрольных точках

o Показания мультиметра в контрольных точках после любых корректировок

o Неопределенность измерения в каждой контрольной точке (если известна)

Эту информацию следует сохранить в цифровом файле и оформить сертификат калибровки. Ниже приведен образец сертификата, который можно использовать в качестве руководства.