Факторы, влияющие на результат измерений

Классы точности средств измерений

Учет всех нормируемых метрологических характеристик средств измерений является сложной и трудоемкой задачей. На практике такая точность не требуется, поэтому для средств измерений, применяемых на практике, принято деление на классы точности.

Класс точности средств измерений – обобщенная характеристика средства измерений, выражаемая пределами его допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность, значения которых устанавливаются стандартами на отдельные виды средств измерений.

Класс точности присваивается средствам измерений при их разработке на основе испытаний представительной партии средств измерений данного типа.

Класс точности средств измерений устанавливается в стандартах или технических условиях, содержащих технические требования к средствам измерений.

Средствам измерений с двумя и более диапазонами измерений одной и той же величины допускается присваивать два или более класса точности.

Классы точности присваивают средствам измерений в соответствии с правилами, изложенными в ГОСТ 8.401.

Основой для присвоения измерительным приборам того или иного класса точности является их основная погрешность и способ её выражения в абсолютных, относительных или приведённых величинах.

Обозначение класса точности указывается в документации на средство измерений, а также наносится на циферблаты, щитки, и корпуса средств измерений.

Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей или относительных погрешностей, установленных в виде графика таблицы или формулы, классы точности приборов принято обозначать в документации и на средствах измерений прописными буквами латинского алфавита (С, Д, М и т.д.) или римскими цифрами (I,II,III ит.д.).

В необходимых случаях к обозначению класса точности буквами латинского алфавита допускается добавлять индексы в виде арабской цифры. Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, должны соответствовать буквы, находящиеся ближе к началу алфавита, или цифры, означающие меньшие числа.

Пример: Обозначение для средств измерений – М, для документации – класс точности М.

В случае выражения основной погрешности относительными единицами классы точности принято обозначать числами, которые равны пределам допускаемой основной погрешности, выраженной в процентах.

Пример: Обозначение для средств измерений –

для документации – класс точности 0,5.

Приведенное обозначение указывает, что относительная погрешность составляет 0,5% от полученного значения измеряемой величины.

Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме относительных погрешностей, класс точности может также может обозначать двумя числами, разделенными косой чертой.

Например: на средстве измерений – 0,02/0,01, в документации – класс точности 0,02/0,01.

Такое обозначение класса точности используется для приборов, у которых измеряемая величина не может отличаться от значения Х, показанного прибором, более чем на

[ C + d (| X_к/x – 1|)]%, где C и d – числитель и знаменатель соответственно в обозначении класса точности, X_к – больший (по модулю) из приделов измерений прибора.

Для средств измерений, приделы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме приведенной погрешности, класс точности принято обозначать числами, которые равны этим пределам, выраженным в процентах.

Примеры:

1. Обозначение классов точности для средств измерений – ^0,5 √; для документации – класс точности – 0,5 (если нормирующее значение принято равным длине шкалы или ее части);

2. Обозначение для средств измерений – 1,5, для документации – класс точности 1,5 (если нормирующее значение выражено в единицах величины на входе (выходе) средств измерений).

За нормирующее значение принимают:

- значение верхнего предела шкалы (диапазона) средства измерений, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы (диапазона) средств измерений;

- сумму предельных значений шкалы (диапазона) средства измерений без учета знаков, если нулевая отметка находится внутри шкалы (диапазона);

- все числовые отметки (диапазона) для средств измерений с существенно неравномерной (логарифмической или гиперболической) шкалой;

- номинальному значению для средств измерений с установленным номинальным значением.

Указания по выбору нормирующего значения должны быть приведены в стандартах или технических условиях на средства измерений конкретного вида.

Контрольные вопросы

1. Что такое класс точности?

2. В каких документах устанавливается класс точности конкретного средства измерений.

3. Что является основой для присвоения измерительным приборам того или иного класса точности?

4. Где указывается обозначение класса точности?

5. Как обозначается класс точности средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей?

6. Вольтметр класса точности 0,5 с пределом измерений 0…200 В показывает 180 В. Чему равен предел допустимой погрешности измерений прибора?

7. Амперметр класса точности 0,02/0,01 со шкалой от -50 А до +50 А показывает 25 А. Чему равна предельная относительная погрешность прибора

Любое измерение предполагает сравнение неизвестного размера с известным, принятым за единицу величины, и выражение первого через второй в виде некоторого числа, называемого числовым значением физической величины.

Результат измерения является продуктом нашего познания, представляя собой, приближенные оценки значений физической величины, найденные путем измерений.

Теоретически отношение двух размеров должно быть вполне определенным неслучайным числом. Но практически размеры сравниваются в условиях множества случайных и неслучайных обстоятельств, точный учет которых невозможен. Поэтому при многократном измерении одной и той же величины постоянного размера результат получается все время разным. Это положение, установленное практикой, формулируется в виде аксиомы, называемой основным постулатом метрологии: отсчет является случайным числом. Таким образом, в результате измерительного эксперимента всегда остается некоторая неопределенность (погрешность), которая не позволяет утверждать, что полученное числовое значение абсолютно точно описывает размер физической величины.

Результат измерений зависит от объекта измерения, выбранных методов и используемых средств измерений, от квалификации оператора, проводящего измерения, условий измерений и т.п.

Объект измерения должен быть полностью изучен. В зависимости от характера объекта и цели измерения учитывают или отвергают необходимость корректировки измерений.

Субъект или оператор привносит в результат измерения элемент субъективизма, который по возможности должен быть сведен к минимуму. На результат измерений могут влиять квалификация оператора, его психофизическое состояние, санитарно-гигиенические условия труда, выполнение эргономических требований при взаимодействии человека со средством измерений. Санитарно-гигиенические условия включают освещение, уровень шума, чистоту воздуха, микроклимат.

Освещение может быть естественным или искусственным. Наиболее благоприятным является естественное освещение, производительность труда при котором производительность труда повышается на 10%. Дневной свет должен быть рассеянным, без бликов. Искусственное освещение также должно быть рассеянным, не оказывать слепящего действия.

Люди с нормальным зрением способны различать мелкие предметы при освещении не менее 50-70 лк. Максимальная острота зрения наступает при освещении 600-1000 лк.

Важное значение имеет собранность, настроение, режим труда оператора.

Влияние средств измерений связано с погрешностями, зависящими от средств измерений. Эти погрешности не должны превышать допустимые нормируемые погрешности применяемого средства измерений. Используемое средство измерений воздействует и на измеряемую величину. Это влияние во многих случаях проявляется как возмущающий фактор. Например, ртутный термометр, опущенный в пробирку с охлажденной жидкостью, подогревает ее и показывает не первоначальную температуру, а температуру, при которой устанавливается термодинамическое равновесие.

Различные результаты измерения одной и той же величины постоянного размера могут быть получены и при использовании различных методов измерений, так как каждый из них может иметь как достоинства, так и недостатки. Их следует учитывать при выборе метода измерений.

Условия измерений как фактор, влияющий на результат, включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и др.

Для практического исключения дополнительных погрешностей должны обеспечиваться нормальные условия при измерениях

Нормальные условия измерений – условия измерения, характеризуемые совокупностью значений или областей значений влияющих величин, при которых изменением результата измерений пренебрегают вследствие малости.

Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или при их поверке (калибровке)

При проведении линейных измерений нормальными условиями являются:

- температура окружающей среды 20 °С или или 293 К;

- атмосферное давление 101325 Па (760 мм рт. ст.);

-относительная влажность окружающего воздуха 58 % (нормальное парциальное давление водяных паров 1333 Па).

- ускорение свободного падения (ускорение силы тяжести) 9,8 м/с²;

- направление линии и плоскости измерения линейных размеров – горизонтальное (90° от направления силы тяжести);

- относительная скорость движения внешней среды равна нулю;

- значения внешних сил, кроме силы тяжести, атмосферного давления, действия магнитного поля Земли и сил сцепления элементов измерительной системы (установки), равны нулю.

При подготовке к измерениям, перечисленные факторы, влияющие на результат измерений, должны учитываться. В процессе измерений отрицательное их влияние должно компенсироваться и должно исключаться из полученного результата.

Контрольные вопросы

1. Назовите факторы, влияющие на результат измерений.

2. Назовите основной постулат метрологии?

3. При какой температуре должны проводиться измерения?

4. Что такое нормальные условия измерений?

5. При какой относительной влажности воздуха должны проводиться измерения?

Дата добавления: 2015-04-30