Нормирование погрешностей СИ

Использование СИ

С точки зрения применения СИ в зависимости от решаемой измерительной задачи и дальнейшего использования результатов измерений СИ можно разделить на стандартизованные и нестандартизованные.

Стандартизованное СИ – СИ, изготовленное и применяемое в соответствии с требованиями государственного или отраслевого стандарта. Стандартизованные СИ обычно подвергают испытаниям и вносят в Госреестр.

Нестандартизованное СИ – СИ, стандартизация требований к которому признана нецелесообразной. К нестандартизованным обычно относятся узко специализированные средства измерений, изготовленные в единичных экземплярах и не предназначенные для массового производства. Измерительные задачи, решаемые с помощью таких СИ, носят ограниченный и локальный характер. Как правило, такие СИ используются на одном или нескольких предприятиях для вспомогательных измерений. Часто такие СИ используются в качестве индикаторов.

Узаконенное СИ – СИ, признанное годным и допущенное для применения уполномоченным на то органом. Примеры: государственные эталоны становятся таковыми в результате утверждения национальным органом по стандартизации, рабочие средства измерений, предназначенные для серийного выпуска, узакониваются путем утверждения типа.

Тип средств измерений – совокупность СИ одного и того же назначения, основанных на одном и том же принципе действия, имеющих одинаковую конструкцию и изготовленных по одной технической документации.

Вид средства измерений – совокупность СИ, предназначенных для измерения данной физической величины.

Метрологическая исправность СИ – состояние СИ, при котором все нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.

Метрологический отказ СИ – выход метрологической характеристики СИ за установленные пределы.

Средства измерений можно использовать только тогда, когда известны их метрологические характеристики. Обычно указываются номинальные значения параметров СИ и допускаемые отклонения от них. Сведения о метрологических характеристиках приводятся в технической документации на средства измерений. Как правило, реальные метрологические характеристики СИ имеют отклонения от их номинальных значений. Поэтому устанавливают границы для отклонений реальных метрологических характеристик от номинальных значений – нормируют их. Соответствие СИ установленным для них нормам делает эти средства взаимозаменяемыми.

Одной из важнейших метрологических характеристик СИ является их погрешность, знание которой необходимо для оценивания погрешности измерения.

Необходимо отметить, что погрешность СИ является только одной из составляющих погрешности результата измерений, получаемого с использованием данного СИ. Другими составляющими являются погрешность метода измерений и погрешность оператора, проводящего измерения.

Погрешности конкретных экземпляров СИ устанавливают только для эталонов, для остальных СИ вся информация об их погрешностях представляет собой те нормы, которые для них установлены.

Нормирование погрешностей изложено в Рекомендации 34 МОЗМ «Классы точности средств измерений» и в ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования».

В основе нормирования погрешностей лежат следующие положения:

1. В качестве норм указывают пределы допуск аемых погрешностей,

включающие в себя систематические и случайные составляющие.

Под пределом допускаемой погрешности понимается наибольшее значение погрешности СИ, при котором оно еще признается годным к применению. Обычно устанавливают пределы, т.е. зоны, за которую не должна выходить погрешность.

Данная норма отражает то положение, что СИ можно применять с однократным считыванием показаний.

2. Порознь нормируют все свойства СИ, влияющие на их точность: отдельно нормируют основную погрешность, по отдельности – все дополнительные погрешности и другие свойства, влияющие на точность измерений.

При выполнении данного требования обеспечивается максимальная однородность СИ одного типа, т.е. близкие значения дополнительных погрешностей, обусловленных одними и теми же факторами. Это дает возможность заменять один прибор другим однотипным без возможного увеличения погрешности.

Относительная погрешность является лучшим способом выражения погрешности СИ, т.к. в случае указания допускаемого предела погрешности дает наилучшее представление о той точности измерений, которая может быть достигнута при использовании данного СИ. Однако относительная погрешность существенно изменяется по шкале прибора – в начале шкалы она больше, чем в конце шкалы.

Абсолютная погрешность в этом смысле удобнее относительной, т.к. возможно нормирование предела допускаемой погрешности с использованием одного числового значения для всей шкалы прибора. Но тогда будет трудно сравнивать по точности приборы с разными диапазонами измерений. Эта трудность исчезает при нормировании приведенных погрешностей.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности устанавливают по формуле

D = ± а

или в виде линейной зависимости

D = ± (а + bх), (1)

где х – показание измерительного прибора;

а и b – положительные числа, не зависящие от х.

Пределы допускаемой основной приведенной погрешности g (в процентах) следует устанавливать по формуле

g = 100D / х_N = ± р (2)

где х_N – нормирующее значение;

р - отвлеченное положительное число из ряда 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6, умноженное на 10ⁿ (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.)

Нормирующее значение принимается равным: конечному значению шкалы (если 0 находится на краю шкалы), сумме конечных значений шкалы (если 0 внутри шкалы), номинальному значению измеряемой величины, длине шкалы

Предел допускаемой относительной основной погрешности устанавливают по формуле

d = D / х = ± c (3)

или по формуле

d = D / х = ± [ c + d (x_k / x – 1)] (4)

где х_k – конечное значение диапазона измерений прибора;

c и d – относительные величины.

Первое слагаемое в формуле (4) имеет смысл относительной погрешности при х = х_k, второй характеризует рост относительной погрешности при уменьшении показаний прибора.

Дата добавления: 2014-01-11