Dziś jest niedziela, 20 październik 2019 r.
Energoelektronika.pl na stronach Facebook REKLAMA MAPA SERWISU KONTAKT
Strona główna Załóż konto Artykuły branżowe Katalog firm Seminaria FAQ Kalendarium Słownik Oferta
Wyszukaj
1USD 3.8503 -0.35% 1EUR 4.2844 -0.01% 1GBP 4.9671 +0.43%
Zaloguj się
Login (adres e-mail):
Haslo:
  Rejestracja
  Zapomniałem hasła
Reklama

Aktualności
Cykl szkoleń z zakresu programowania sterowników SIMATIC S7-300, S7-1200
więcej
Siemensa buduje fabrykę dla Przemysłu 4.0 w Polsce
więcej
Nowy cykl szkoleń praktycznych związanych z programowaniem sterowników marki Siemens
więcej
Przyszłość sektora motoryzacji w Polsce ? raport Banku Pekao S.A.
więcej

Zobacz archiwum

Kalendarium
23 październik 2019
LUMENexpo Targi Techniki Świetlnej  
więcej
29 październik 2019
73. edycja Seminarium dla Służb Utrzymania Ruchu  
więcej
Newsletter
Jeżeli chcesz otrzymywać aktualne informacje o wydarzeniach w branży.
Podaj e-mail do subskrypcji:


Artykuły branżowe
5 listopad 2008.

Aspekty prawne oraz błędy związane z przyrządami pomiarowymi

Przyrząd pomiarowy powinna cechować ergonomiczna obsługa, pozwalająca na spełnienie wszelkich stawianych wymagań, umożliwiająca prowadzenie pomiarów w sposób szybki, wygodny i bezpieczny, a dodatkowo pomiary wykonywane przyrządem powinny być zgodne z przepisami aktualnie obowiązującymi w Polsce oraz Unii Europejskiej. Na rynku są dostępne produkty najróżniejszych wytwórców, stąd wybór odpowiedniego urządzenia nie jest sprawą prostą. Niniejsze opracowanie pozwoli znaleźć odpowiedzi na najczęściej stawiane pytania z zakresu spełnienia przez przyrząd wymogów prawnych oraz dotyczące jego dokładności.
Aspekty prawne
Należy przede wszystkim zwrócić uwagę na to, czy urządzenie posiada znak CE. Po przystąpieniu Polski do struktur Unii Europejskiej wszystkie urządzenia pomiarowe muszą posiadać taki znak, który oznacza zgodność z dyrektywami UE w zakresie bezpieczeństwa (dyrektywa niskonapięciowa (LVD) 73/23/EEC, 93/68/EEC) oraz kompatybilności elektromagnetycznej (dyrektywa EMC 89/336/EEC, 92/31/EEC, 93/68/EEC) szczegóły zawarte są w PN-EN 61326:2006-1(U). Istotne wymagania odnośnie bezpieczeństwa przyrządów pomiarowych podczas eksploatacji jak i zastosowanego osprzętu, znajdują się w PN EN 61010-1:2004, PN-EN 61010-031:2005. Wymagania stawiane samym przyrządom, w zależności od ich przeznaczenia, opisane są w wieloarkuszowej normie IEC 61557 (w obecnej chwili w Polsce PN-EN 61557). Wszystkie te informacje powinny być zawarte w instrukcji obsługi, a także na samym przyrządzie pomiarowym (np. obowiązek podawania zakresu pomiarowego - rys. 1).

asp_01

Rys. 1. Wyspecyfikowany zakres pomiarowy dla pomiaru impedancji pętli zwarciowej miernika MIE-500 produkcji Sonel S.A.

Dokumentem potwierdzającym (dla danego egzemplarza przyrządu) zachowanie określonej przez producenta dokładno-ści jest certyfikat kalibracji, dostarczany przez znaczną część wytwórców wraz z nowym miernikiem. W normie PN E 04700:1998 [5] w punkcie 3.2.5 jest następujący zapis 'Przyrządy pomiarowe stosowane w badaniach powinny mieć świadectwa potwierdzające ich sprawność techniczną.' Dobrą praktyką jest pamiętać o powyższym zapisie także w czasie eksploatacji przyrządu. Zapis ten, chociaż nieobligatoryjny (jak każda norma), zwłaszcza w przypadku badań związanych z ochroną przeciwporażeniową należy respektować, ponieważ o aktualne świadectwo potwierdzające sprawdzenie przyrządu możemy zostać poproszeni przez inspektora prowadzącego nadzór nad pracami pomiarowymi. Jak już wspomniano producenci często dołączają do przyrządów certyfikat kalibracji lub odpłatnie świadectwo wzorcowania. Jeśli wybrany przyrząd będzie posiadał ważne świadectwo wzorcowania możemy być pewni jego sprawności, a jednocześnie nikt tego faktu nie podważy. Należy również pamiętać, że obowiązek okresowej kontroli urządzeń (w odniesieniu do firm posiadających System Zarządzania Jakością ISO 9001) służących do wykonywania pomiarów nakłada na nas norma PN ISO 10012 1, zał. . Zgod-nie z tą normą producent może sugerować czasookresy przeprowadzania takich badań kontrolnych i z reguły jest to 13 miesięcy. Użytkownik miernika ma prawo do ustalenia własnego czasookresu kolejnych sprawdzeń biorąc po uwagę poza zaleceniami producenta, także częstotliwość wykorzystania urzą-dzenia oraz warunki środowiskowe, w jakich bywa wykorzystywane.
Zgodność z normami to warunek konieczny, ale nie jedyny, jaki powinniśmy brać pod uwagę przy wyborze miernika. Analogicznie jak w przypadku większości dostępnych towarów dobrze jest, jeśli wybrany miernik został wyprodukowany przez znanego producenta (produkt markowy zmniejsza ryzyko dokonania złego wyboru), który posiada określoną markę na rynku. Wiąże się tym faktem wiele różnych korzyści dla klienta, np. takich jak wydłużony okres gwarancji, dostępność serwisu oraz obsługa pogwarancyjna. Jeśli producent posiada System Zarządzania Jakością ISO 9001 i dodatkowe potwierdzenia jakości dla oferowanych wyrobów, jak np. rekomendacja SEP tym lepiej dla kupującego.
Dokładność przyrządu pomiarowego
Szereg pojęć związanych z dokładnością przyrządów pomiarowych zdefiniowanych jest w zestawie norm PN-EN 61557. Jednak ze względu na specyficzny język norm przydatne będą dodatkowe wyjaśnienia.
Sposób zapisu informacji o błędzie miernika cyfrowego.
Zapis określający dokładność miernika cyfrowego prawie zawsze składa się z sumy dwóch wielkości: względnej i bezwzględnej, zwanych potocznie procentową (analogową) i cyfrową. Błąd względny dominuje w górnej części zakresu pomiarowego. Określany jest jako procent od wielkości mierzonej (m.w.) lub wyświetlanej (w.w.). Błąd bezwzględny określany jest jako ilość jednostek o najmniejszej wartości wyświetlanej na danym zakresie. Jest najważniejszy w dole zakresu pomiarowego,
Przykładowy wynik pomiaru napięcia 50,0V przyrządem, którego rozdzielczość wynosi 0,1V, a błąd określono jako (2% ww. + 5 cyfr) oznacza, że ten konkretny pomiar został wykonany z łącznym błędem -(2%-50V + 5-0,1V) = -2,5V, co daje 3% w stosunku do mierzonej wartości..
Niepoprawne jest potoczne przekonanie, że część względna jest błędem analogowych obwodów miernika, a część bezwzględna błędem jego obwodów cyfrowych. W rzeczywistości obie wielkości związane są z charakterystyką przetwarzania całego urządzenia.
Błąd podstawowy miernika:
Według PN-EN 61557-1: jest to błąd przyrządu pomiarowego używanego w warunkach odniesienia. Warunki odniesienia (nazywane dawniej warunkami laboratoryjnymi) są 'przyjazne' dla przyrządu pomiarowego (np. temperatura około 23°C, nominalne napięcie zasilania, brak zakłóceń w sieci). W warunkach rzeczywistych pomiarów dokładność przyrządu może być nawet znacznie gorsza niż wynikająca z błędu podstawowego.
Błąd dodatkowy miernika.
Obowiązkiem producenta jest określenie szeregu błędów dodatkowych (oznaczonych w normie PN-EN 61557-1 jako E1...E10) wynikających z niezależnego oddziaływania poszczególnych czynników wpływających na wynik pomiaru, np. zmian temperatury otoczenia i napięcia zasilania, zakłóceń sieciowych, rezystancji elektrod pomocniczych, metod pomiaru.
Błąd roboczy miernika:
Według PN-EN 61557-1 jest to błąd występujący w dowolnym punkcie zakresu pomiarowego w znamionowych warunkach pracy, czyli przy określonych przez producenta granicach czynników wpływających na wynik pomiaru, jak temperatura, wilgotność, napięcie zasilania, zawartość harmonicznych w sieci itp. Granice czynników wpływających na wynik pomiaru nie są określane przez producenta, ale są podane w poszczególnych arkuszach normy PE-EN 61557. Przykładowo zakres zmian temperatury wynosi od 0 do 35°C i błąd dodatkowy od temperatury będzie wyznaczany w takich warunkach nawet, jeśli temperatura pracy przyrządu została określona przez producenta jako np. -10...+50°C. Ponieważ pomiary bardzo rzadko są wykonywanie w warunkach, w których wszystkie czynniki zakłócające mają skrajne wartości. W związku z tym sposób obliczania błędu roboczego uwzględnia statystyczny charakter wpływu wielkości zakłócających. Oznacza to jednak, że użytkownik może natrafić na warunki, w których błąd pomiaru przekroczy błąd roboczy.
Zakres wyświetlania.
Jest niezależny od wartości błędu; z powodu zmian terminologii stosowanej do przyrządów pomiarowych często mylony jest z zakresem pomiarowym (patrz niżej). Zwykle dla niskich wartości mierzonych zakres pomiarowy jest częścią zakresu wyświetlania.
Zakres pomiarowy.
Nazywany czasem potocznie zakresem roboczym określa graniczne górne i dolne wartości, dla których dane urządzenie pomiarowe działa poprawnie. Dokładność pomiarowa danego urządzenia jest zagwarantowana dla całego zakresu pomiarowego, (przy czym nie musi być ona w całym zakresie jednakowa). Obecnie urządzenia pomiarowe posiadają zazwyczaj kilka przełączalnych zakresów pomiarowych, często przełączanych automatycznie w przypadku urządzeń cyfrowych. Zazwyczaj dokładność pomiarowa na krańcach zakresu jest niższa niż w jego środku. Według normy IEC 61557 zakres pomiarowy to zakres wartości mierzonych, w którym błąd roboczy nie przekracza 30% wartości mierzonej.
Zakres pomiarowy to jeden z najważniejszych parametrów, według którego należy dobierać przyrządy pomiarowe. Gdy wartość wielkości mierzonej znajduje się w zakresie pomiarowym, użytkownik może przyjąć, że dokładność pomiaru jest wystarczająca, aby wpisać ją do protokołu. Zgodnie z IEC 61557 producent powinien podać zakresy pomiarowe miernika na jego obudowie oraz zamieścić w instrukcji obsługi. W związku z tym użytkownik w każdej chwili może sprawdzić, czy wykonywane pomiary mają sens. Zdarza się że producenci o małym doświadczeniu na rynku UE nie podają zakresu pomirowego lub podają go błędnie 'myląc' z zakresem wyświetlania. W takiej sytuacji użytkownik przyrządu musi oprzeć się na błędzie podstawowym, co w przypadku nieznajomości metod na odliczenie tego błędu może być przyczyną błędnej oceny badanej instalacji.
Z zakresem pomiarowym przyrządu związane są ściśle możliwości wykorzystania miernika do badań. W przypadku wyko-nywania pomiarów, dla których przyjmuje się maksymalne wartości dopuszczalnych błędów na poziomie 30% (np. pomiary impedancji pętli zwarcia), należy zwrócić uwagę na wartość dolnej granicy zakresu pomiarowego. Gdy uzyskiwane wartości znajdą się poniżej tego zakresu mamy informację, że występuje błąd powyżej 30%.
W materiałach reklamowych, kartach katalogowych, a nierzadko nawet w danych technicznych zawartych w instrukcji obsługi producenci często 'zapominają' o podaniu drugiego członu błędu podstawowego (podają tylko część procentową - np. 5% - zamiast 5% - 5 cyfr), który jak się okazuje, może mieć decydujący wpływ na dokładność wskazań i rzeczywisty zakres pomiarowy przyrządu, co zostanie pokazane na poniższym przykładzie.
 
asp_02

Na rynku znajdują się przyrządy, których zakresy pomiarowe kwalifikują je tylko jako testery, (przykład danych technicznych - tabela 3), gdzie zakres pomiarowy pętli zwarciowej zaczynający się np. od 2- dyskwalifikuje ten przyrząd jako miernik, który mógłby być wykorzystany do oceny skuteczności samoczynnego wyłączania zasilania, ponieważ większość mierzonych wartości w obwodach odbiorczych jest zdecydowanie mniejsza niż 1-, zaś w obwodach rozdzielczych występują wartości jeszcze niższych rzędów.
Dla pomiarów rezystancji uziemienia zakres pomiarowy przyrządu powinien obejmować wartości od dziesiątych części Oh-ma wzwyż, gdyż zarówno w energetyce jak i teleinformatyce często spotyka się uziemienia o wartościach dużo poniżej 2.

asp_03

Zakres wyświetlania a zakres pomiarowy.
Czasami w danych technicznych przyrządów eksponowany jest fakt wyświetlania wartości pętli zwarciowej z rozdzielczością np. 3 miejsc po przecinku, gdy tymczasem zakres pomiarowy oraz specyfikowana dokładność sprawiają, że ostatnia cyfra jest nieznacząca i nie poprawia dokładności urządzenia, zaś zakres pomiarowy zaczyna się od dziesiątych części Ohma, i taki przyrząd może być wykorzystany do pomiarów sieci odbiorczych, ale nie do rozdzielczych (co sugerowałaby rozdzielczość wyświetlana).
Podobnie należy pamiętać, że norma 61557 zezwala na wykonywanie pomiarów z łącznym błędem nie gorszym niż 30%. Dlatego podawanie zakresu pomiarowego jako takiego, dla którego błąd może wynosić 30% jest również dyskwalifikujące dla profesjonalnych zastosowań pomiarowych.
Pętla zwarcia - impedancja a rezystancja
W miernikach z 'niższej półki', można czasem spotkać zapis o 'pomiarze składowej rezystancyjnej impedancji pętli zwarcia', gdzie w rzeczywistości mierzona jest jedynie wartość rezystan-cji, co może powodować zafałszowanie wyniku nie tylko dla bardzo małych wartości. Często zdarza się to w przyrządach posiadających możliwość pomiaru pętli zwarciowej z wykorzy-staniem bardzo małego prądu sztucznego zwarcia, umożliwiających pomiary w obwodzach L-PE zabezpieczonych wyłącznikami RCD.
Impedancja pętli zwarciowej jest geometryczną sumą rezystancji i reaktancji mierzonej pętli. W instrukcjach obsługi poja-wiają się pojęcia 'impedancja dla zerowego kąta fazowego', 'składowa rezystancyjna impedancji' sugerujące pomiar impedancji, gdy mierzona jest tylko składowa rezystancyjna pętli.
Na wielkość składowej rezystancyjnej główny wpływ ma rezystancja przewodów, uzwojeń transformatora, styków i połą-czeń, składowa reaktancyjna zależy głównie od reaktancji transformatora i w znikomym stopniu od indukcyjności przewodów. Im bardziej zbliżamy się do transformatora, wartość składowej rezystancyjnej zmniejsza się przy praktycznie niezmienionej wartości reaktancji, i wpływ tej ostatniej jest coraz większy.
Warto zauważyć, że przy obecnie stosowanych przekrojach przewodów również w instalacjach, a nie tylko w rozdzielniach itp. obiektach. Dlatego też powinno zwrócić się uwagę na to, aby miernik do pomiarów pętli zwarciowej potrafił mierzyć impedancję pętli na każdym podzakresie.

Podsumowując, w niniejszym opracowaniu przedstawiono najistotniejsze elementy związane z przyrządami pomiarowymi w zakresie ich zgodności z obowiązującymi przepisami oraz interpretacją błędów pomiarowych.

Roman Domański, Grzegorz Jasiński, Klaudiusz Staciwa
Źródło: Urządzenia dla energetyki
O nas  ::  Regulamin  ::  Polityka prywatności (Cookies)  ::  Reklama  ::  Mapa stron  ::  FAQ  ::  Kontakt
Ciekawe linki: www.klimatyzacja.pl  |  www.strony.energoelektronika.pl  |  promienniki podczerwieni
Copyright © Energoelektronika.pl