Статические характеристики

Метрологические характеристики.

Ø Метрологическими характеристиками называются свойства измерительных средств, которые оказывают влияние на результаты и погрешности измерений.

На метрологические характеристики средств измерений устанавлива­ются нормы. Целью нормирования является обеспечение

· возможности оценки точности измерений

· взаимозаменяемости средств измерений

· возможности сравнения средств измерений,

· возможности объективной оценки погрешности средств измерений.

Номенклатура нормируемых метрологических характеристик и полнота, с которой они должны описывать свойства средства измерения, зависят от назначения, условий эксплуатации и режима работы средства измерения. Для измерительных средств, предназначенных для технических измерений в промышленности, точность которых обычно невелика, нормирование метрологических характеристик состоит в присвоении класса точности по ГОСТ 8.401-80.

Ø Под точностью измерений понимается качество измерений, отражающее близость к нулю его погрешностей.

Классом точности прибора называется обобщенная характеристика, указывающая предельные значения основной и дополнительной погрешности. Класс точности не отражает погрешность конкретного измерения, а лишь указывает на пределы, в которых может находиться погрешность измерений.

Приняты следующие классы точности:

· приборы высокой точности - 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,04; 0,05, 0,06

· приборы средней точности - 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6

· приборы низкой точности - 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6

Полагается, что основная приведенная погрешность измерительного средства в рабочем диапазоне измерительной шкалы, выраженная в процентах, не превышает класса точности прибора.

В свое время понятие «класс точности» было введено применительно к стрелочным приборам и определяло основную погрешность средств измерений при статических измерениях. В настоящее время, когда все больше используются динамические методы измерения, повсеместно применяются цифровые и микропроцессорные средства измерений, а схемы и конструкции средств измерений существенно усложнились, основная погрешность измерительных приборов перестала быть действительно основной составляющей погрешности измерений. Поэтому понятие «класс точности» утрачивает свое значение. Так в международной практике "класс точности" устанавливается только для очень небольшой части приборов.

Как и все средства автоматики, средства измерения имеют свои статические и динамические характеристики, соответствующие передаточные функции и переходные характеристики. Сигнал измерительной информации, поступающий на вход средства измерений, будем называть входным сигналом Х, а соответствующий ему сигнал, получаемый на выходе средства измерений - выходным сигналом Y.

Режим работы, при котором входной и выходной сигналы средства измерений постоянны (Х=Х₀, Y=Y₀), называется статическим или установившимся режимом. Статический режим характеризуется следующими основными характеристиками:

Статический коэффициент преобразования К определяет зависимость величины сигнала на выходе средства измерения от измеряемой величины:

K = Y/X

Коэффициент преобразования может быть линейным, когда его величина не зависит от величины входного сигнала K = const, или нелинейным. В последнем случае коэффициент преобразования зависит от величины входного сигнала K=F(X).

Чувствительность есть характеристика средства измерений, которая определяет способность средства измерений реагировать на изменение измеряемой величины.

Различают абсолютную и относительную чувствительность. Абсолютная чувствительность S есть отношение изменения сигнала DY на выходе средства измерений к вызвавшему его изменению DX измеряемой величины

S=DY/DX,

или в дифференциальной форме

S=dY/dX.

Для линейных устройств в статическом режиме S=K.

Относительная чувствительность (или дифференциальная чувствительность) определяется величиной изменения выходного сигнала при относительном изменении входного:

S₀=DY/(DX/Х)

Эта характеристика используется в основном в случаях, когда коэффициент преобразования имеет нелинейный характер.

Чувствительность имеет размерность отношения размерности выходного сигнала к размерности входного. Например, для датчика температуры (термопары) она будет равна мВ/градус, а для ртутного термометра – деление/град.

Порог чувствительности (зона нечувствительности) – наименьшее изменение измеряемой величины, которое может быть обнаружено или зарегистрировано с помощью данного средства измерений при нормальных для данного средства измерений условиях использования.

Диапазон измерений — область значений измеряемой величины с нормированными допускаемыми погрешностями средства измерений.

Градуировочная характеристика — зависимость между значениями величин на выходе и входе средства измерений. Градуировочную характеристику снимают для уточнения результатов измерений или калибровки измерительного средства.

Вариация показаний - средняя разность между показаниями средства измерений, соответствующих данной точке диапазона измерений, при двух направлениях медленного многократного изменения измеряемой величины. Вариация показывает, насколько устойчиво повторяются результаты при измерениях одного и того же значения физической величины.

Для шкальных приборов используются также следующие определения

· Цена деления шкалы - разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы

· Диапазон показаний — область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы.

Дата добавления: 2015-03-31