Основные принципы нормирования погрешностей

НОРМИРОВАНИЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Метрологическими характеристиками средств измерений называются их характеристики, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений. Они предназначены для оценки погрешностей измерений, производимых в известных рабочих условиях применения средств измерений как в статическом, так и в динамическом режимах. Для рабочих средств измерений информация об их метрологических характеристиках содержится в нормах, которые устанавливаются в нормативно-технических документах для совокупности приборов данного типа.

В настоящее время нормирование метрологических характеристик средств измерения электрических величин основывается на ряде документов законодательной метрологии, прежде всего на ГОСТ 8.401–80 «ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования», ГОСТ 22261–76 «Средства измерения электрических величии. Общие технические требования», а также ГОСТ 8.009–72 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений».

К нормируемым метрологическим характеристикам средств измерений относят номинальное значение однозначной меры, номинальную статическую характеристику преобразования (уравнение преобразования) измерительного преобразователя, наименьшую цену деления неравномерной шкалы измерительного прибора, номинальную цену единицы младшего разряда кода цифровых средств измерений, характеристики систематической и случайной составляющих погрешности средства измерений, входное и выходное полные сопротивления, характеристики влияния внешних условий, характеристики инерционных свойств (динамические характеристики).

Для средств измерений устанавливаются нормальные и рабочие условия применения.

Нормальные условия характеризуются нормальной областью значений влияющих величин, характеризующих климатические воздействия и электропитание средств измерений: температура окружающего воздуха (20±5)°С, относительная влажность (65±15)%, атмосферное давление (100±4) кПа, напряжение питающей сети (220±4) В и (115±2,5) В, частота питающей сети (50±1) Гц и (400±12) Гц.

Рабочие условия характеризуются рабочей областью значений влияющих величин, характеризующих климатические и механические воздействия и электропитание средств измерений. По величине рабочей области климатических воздействий средства измерений делятся на 7 групп.

Нормальные и рабочие значения всех влияющих величин устанавливаются в стандартах или технических условиях на средства измерения конкретного вида.

Для средств измерений отдельно нормируется погрешность в нормальных условиях применения и погрешности, имеющие место при выходе влияющих величин за пределы нормальной области, но остающихся в пределах рабочей области. Погрешность средства измерения в нормальных условиях применения называется основной. Погрешность средства измерения, обусловленная отклонением одной из влияющих величин от нормального значения, называется дополнительной. Основная погрешность нормируется пределом допускаемой погрешности Δ_доп, как правило, без разделения на систематическую и случайную составляющую.

Формы выражения метрологических характеристик, классы точности

Пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей устанавливаются в виде абсолютных Δ, приведенных Δ_пр и относительных δ погрешностей.

Приведенной погрешностью δ_пр называется отношение абсолютной погрешности Δ к нормирующему значению и выражается в процентах

где Q–измеряемая величина, а d_пр выражена в процентах

Способы выражения основной и дополнительных погрешностей через абсолютную, приведенную или относительную погрешности устанавливаются в стандартах на отдельные группы средств измерений. В зависимости от их точности средствам измерений присваиваются классы точности. Классы точности обозначаются с помощью ряда чисел: 1·10ⁿ; 1,5·10ⁿ; 2·10ⁿ; 2,5·10ⁿ; 4·10ⁿ; 5·10ⁿ; 6·10ⁿ, где n=1; 0; –1; –2 и т.д.

Примеры обозначения классов приведены в таблице.

ЛЕКЦИЯ 6 АНАЛОГОВЫЕ ЭЛЕКТРОМЕХАНИЧЕСКИЕ

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ И ПРИБОРЫ

Приведем структурную схему электромеханического измерительного прибора.

Она включает электромеханический измерительный преобразователь (измерительный механизм – ИМ), отсчетное устройство, измерительную цепь. Электромеханический преобразователь преобразует измеряемую электрическую величину (ток, напряжение) в механическую (перемещение подвижной части механизма, обычно угловое), т.е. доступную для восприятия органами чувств человека.

Отсчетное устройство состоит из указателя, жестко связанного с подвижной частью измерительного механизма, и неподвижной шкалы. Измерительная цепь электромеханического измерительного прибора представляет собой обычно масштабный ИП (делитель, шунт, трансформатор и т. п.).

Электроизмерительный механизм состоит из подвижной части и неподвижной. Момент, который возникает под действием напряжения или тока в измерительной цепи называется вращательным. В зависимости от характера явления, используемого для создания вращательного момента, различают следующие системы измерительных механизмов и приборов: магнитоэлектрическая, электродинамическая, электростатическая, электромагнитная, индукционная.

Если на подвижную часть будет действовать только вращательный момент, то она повернется на полный угол (до упора) независимо от значения вращающего момента и измеряемой величины. Поэтому с помощью специальной пружины создают второй момент, направленный против вращающего момента. Это так называемый противодействующий момент. Равновесие наступит в том случае, если два момента будут равны. В настоящее время большое распространение получили механизмы, в которых противодействующий момент создается электрически – таким же способом, как и вращающий. Такие механизмы и приборы называют логометрами, они обладают большими измерительными возможностями по сравнению с механизмами с механически создаваемым противодействующим моментом, например, позволяют измерять отношение величин.

Дата добавления: 2014-01-04