Метрологические характеристики средств измерений. Классы точности определяются пределами основных и дополнительных погрешностей СИ и устанавливаются в соответствии с ГОСТ 8.401-80 «Классы точности СИ общие

Тема 5

Классы точности СИ

Классы точности определяются пределами основных и дополнительных погрешностей СИ и устанавливаются в соответствии с ГОСТ 8.401-80 «Классы точности СИ общие требования».

Основной, как отмечалось выше, называется погрешность, соответствующая нормальным условиям применения СИ. Эти условия устанавливаются НТД на виды СИ или отдельные их типы. Ус­тановление условий применения и особенно нормальных условий применения является весьма важным для обеспе­чения единообразия метрологических характеристик средств измерений. В противном случае погрешности СИ одного и того же типа, отнесенные к различным внешним условиям, будут несопоставимы.

Для большинства средств измерений нормальными считаются следующие внешние условия:

· температура окружающей среды (293± 5) К;

· относительная влажность 65% ± 15%;

· атмосферное давление 101,3 кПа ± 4 кПа (750 мм рт. ст. ± 30 мм рт. ст.);

· напряжение питания 220 ± 2% (220 ± 10).

Кроме того, в технической документации на тип СИ указываются рабочие условия, в пределах которых допус­кается применение СИ с гарантированными метрологиче­скими характеристиками.

Представление класса точности пределами основной абсолютной погрешности применяется преимущественно для мер массы и длины. В большинстве случаев классы точности И.П. выражаются пределами допускаемой основ­ной приведенной или относительной погрешности. При этом основой для определения формы представления клас­са точности прибора является характер изменения основ­ной абсолютной погрешности.

Если основная абсолютная погрешность имеет адди­тивный характер, т.е. границы погрешностей измеритель­ного прибора не изменяются в пределах диапазона измере­нии, то класс точности представляется пределами допус­каемой приведенной погрешности:

(3.4)

где ∆Х – предел допускаемой основной абсолютной погрешности СИ; ρ – отвлеченное положительное число, выбираемое из следующего ряда чисел:

^.10ⁿ

Х_N – некоторое нормирующее значение (диапазон измерений, верхний или нижний предел измерений или длина шкалы).

Если основная абсолютная погрешность имеет мультипликативный характер, т.е. границы погрешностей измеренного прибора линейно меняются в пределах диапазона измерений (рис. 2), то класс точности представляется пределами допускаемой относительной погрешности δ в виде:

(3.5)

где – пределы допускаемой основной абсолютной погрешности прибора (в = tgλ);

Х – показание прибора; g – отвлеченное положительное число.

Рисунок 2- Зависимость погрешности от значений шкалы

Если основная абсолютная погрешность СИ имеет аддитивные и мультипликативные составляющие, то класс точности представляется пределами допускаемой относительной погрешности δ в виде:

(3.6)

где + вх; с и d – отвлеченные положительные числа.

Обозначение классов точности наносится на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводится в НТД.

Обозначение классов точности может быть в виде заглавных букв латинского алфавита или римских цифр (I, II, III и т. д.).

Смысл таких обозначений раскрывается в НТД. Если класс точности обозначается арабскими цифрами, то этим устанавливают оценку снизу точности показание СИ.

Если класс точности обозначается арабскими цифрами, без каких либо условных знаков, то это означает, что класс точности представлен пределами допускаемой приведенной погрешности γ, и в качестве нормирующего значения Х_N принимают или верхний или нижний пределы измерения.

Если класс точности обозначается арабскими цифрами с галочкой снизу, то это означает, что класс точности представлен пределами допускаемой приведенной погрешности и в качестве Х_N принята длина шкалы.

Если класс точности обозначается арабскими цифрами в кружочке, то это означает, что класс точности представлен пределами допускаемой относительной погрешности по формуле:

Если класс точности обозначается арабскими цифрами в виде дроби 0,001/0,002, то это означает, что предел допускаемой относительной погрешности определяется по формуле (3.6).

Если класс точности обозначается прописными буквами латинского алфавита М, С и т.д., то это означает, что предел допускаемой абсолютной погрешности определяется по формуле:

или

Для средств измерений с равномерной или практически равномерной шкалой, если нулевое значение находится на краю или вне диапазона измерений, то обозначение класса точности арабскими цифрами без условных знаков означает, что значение измеряемой величины не отличается от того, что показывает указатель отсчетного устройства, более чем на соответствующее число процентов от верхнего предела измерений. Если нулевое значение находится внутри диапазона измерений, то это означает, что значение измеряемой величины не отличается от того, что показывает указатель отсчетного устройства, большее чем соответствующее классу точности число процентов от верхнего предела измерений.

Обозначение класса точности из ряда предпочтительных чисел (1; 1,5; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6) 10ⁿ, где n = 0, -1, -2 и т. д., сопровождается применением дополнительных условных символов. Так, например, отметка снизу 0,5 означает, что у измерительных приборов данного типа с существенно неравномерной шкалой значение измеряемой величины не может отличаться от того, что показывает указатель отсчетного устройства, больше, чем указанное число процентов по всей длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений.

Заключение цифры в окружность 0,5 означает, что проценты исключаются непосредственно от того значения, что показывает указатель.

Обозначение класса точности в виде дроби (например, 0,001/0,002) означает, что измеряемая величина не может отличаться от значения Х, показанного

указателем больше чем на где с и d – соответственно числитель в обозначение класса точности, а Х_к – больший по модулю из пределов измерений.

СРЕДСТВА ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ИХ

НОРМИРУЕМЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

5.1 Виды средств измерений

5.3 Выбор методов и средств измерений

5.1 Виды средств измерений

Средство измерений (СИ) – техническое средство предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и (или) хранящее единицу ФВ, размер которой принимают неизменным в течение известного интервала времени.

Средства измерительной техники – обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений. К средствам измерительной техники относятся средства измерений и их совокупности (измерительные системы, измерительные установки), измерительные принадлежности, измерительные устройства. Классификация средств измерение приведена на рис. 5.1.

По конструктивному исполнению СИ подразделяются на меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные установки, измерительные системы.

Мера - СИ служащее для хранения, воспроизведения и передачи размера ФВ одного или нескольких заданных размеров, значение которых выражены в установленных единицах и известны с необходимой точностью. Меры могут быть однозначными, воспроизводящими одно значение ФВ (гиря 1 кг, стандартные образцы состава и свойств веществ); многозначными - для воспроизведения ФВ разного размера (штриховая мера длины, цилиндр, бюретка). Для измерений используют н абор мер – комплект мер разного размера одной и той же ФВ, предназначенных для применения на практике как в отдельности, так и в различном сочетании аналитические разновесы, градуированный цилиндр, бюретка) и м агазин мер – набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором имеются приспособления для их соединения в различной комбинации (магазин электрических сопротивлений).

Измерительный преобразователь (ИП)- техническое средство с нормативными метрологическими характеристиками, служащее для преобразования измеряемой величины в другую величину или измерительный сигнал, удобный для обработки, хранения, преобразования и передачи. ИП или входит в состав измерительного прибора (измерительной установки, измерительной системы), или применяется вместе с каким-либо средством измерений. ИП, на который непосредственно воздействует измеряемая ФВ, т.е. первый преобразователь в цепи измерительного прибора (термопара в цепи термоэлектрического термометра), называется первичным. Если первичный ИП имеет самостоятельную конструкцию и нормируемую функцию преобразования он называется датчиком. ИП является основой для построения более сложных средств измерений: измерительных приборов, измерительных систем, автоматических систем управления.

Измерительный прибор – СИ, предназначенное для получения значений измеряемой ФВ в установленном диапазоне. Измерительные приборы по способу измерений подразделяются на приборы прямого действия и приборы сравнения. Приборы прямого действия отображают размер измеряемой величины на показывающем устройстве (термометр, амперметр). Приборы сравнения - средства, посредством которых возможно выполнять сравнения друг с другом мер однородных величин или показания измерительных приборов (рычажные весы: на одну чашку устанавливается эталонная гиря, на другую поверяемая; градуировочная жидкость для сравнения показаний эталонного и рабочего ареометров; давление среды создаваемое компрессором для измерения эталонного и поверяемого манометра).

Измерительные приборы подразделяются на аналоговые и цифровые. В аналоговом измерительном приборе показания являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины (жидкостной термометр). Цифровой измерительный прибор автоматически вырабатывает дискретные сигналы измерительной информации, а его показания представляются в цифровой форме.

В зависимости от выполняемых функций измерительные приборы подразделяются на:

- показывающие, в которых предусмотрен только отсчет показаний;

- регистрирующие, в которых предусмотрена регистрация показаний;

- самопищущие, в которых регистрация показаний осуществляется путем записи в форме диаграмм.

Измерительная установка (ИУ)– совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, предназначенная для измерений одной или нескольких ФВ и расположенная в одном месте (установка для испытаний магнитных материалов).

Информационно-измерительные системы (ИИС)- совокупность функционально объединенных мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей, ЭВМ и других технических средств, размещенных в разных точках контролируемого объекта с целью измерений одной или нескольких ФВ, свойственных этому объекту, и выработки измерительных сигналов в разных целях. ИИС позволяет осуществлять обработку измерительной информации, централизованное автоматическое или автоматизированное управление процессом, многоканальные измерения различных физических величин. ИИС могут быть информационные, контролирующие, управляющие.

По метрологическому признаку различают рабочие и метрологические СИ. Рабочие средство измерений предназначены для измерений, не связанных с передачей размера единицы другим средствам измерений. Метрологическое СИ служат для хранения, воспроизведения и передачи размера ФВ. Их используют для поверки и калибровки рабочих средств измерений (эталоны).

По уровню стандартизации СИ бывают стандартизированные и нестандартизированные.

Дата добавления: 2014-01-20