Лекция. Основные метрологические характеристики средств измерений

Содержание лекции:

- класс точности, классификация погрешностей измерительных приборов и измерительных преобразователей.

Цель лекции:

- изучить основные метрологические характеристики СИ: класс точности и погрешности СИ, их расчет и представление.

Метрологические характеристики (МХ) – характеристики свойств СИ, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений.

6.1 Класс точности и допускаемые погрешности

Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика (МХ), определяемая пределами основной и дополнительных допускаемых погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность. Класс точности - величина безразмерная.

Пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений (СИ).

Средствам измерений присваивают классы точности, выбираемые из ряда (ГОСТ 136-68) (1; 1.5; 2.0; 2.5; 3.0; 4.0; 5.0; 6.0) ; n = 1; 0; -1; -2;…

Конкретные классы точности устанавливаются в стандартах на отдельные виды СИ. Чем меньше число, обозначающее класс точности, тем меньше пределы допускаемой основной погрешности. Классы точности, нормируемые по приведенным погрешностям, имеют связь с конкретным значением предела погрешности, т.е. класс точности численно равен значению приведенной погрешности, выраженной в процентах.

6.2 Погрешности измерительных устройств

Классификация погрешностей СИ представлена на рисунке Д1 (Приложение Д):

а) от характера проявления: систематические и случайные составляющие погрешности ИУ имеют тот же смысл, что и систематические и случайные погрешности измерений (лекция 3);

б) от условий применения:

1) основная погрешность СИ - погрешность СИ, используемого в нормальных условиях (Н.У.). Под Н.У. применения СИ понимаются условия, при которых влияющие величины (температура окружающего воздуха, барометрическое давление, влажность, напряжение питания, частота тока и т.д.) имеют нормальные значения или находятся в пределах нормальной области значений, а также определенное пространственное их положение, отсутствие вибрации, внешнего электромагнитного поля, кроме земного магнитного поля. Н.У. обычно не являются рабочими условиями применения СИ;

2) под пределом допускаемой дополнительной погрешности понимается наибольшая дополнительная погрешность, вызываемая изменением влияющей величины в пределах расширенной области значений (РОЗ), при которой средство измерений может быть признано годным и допущено к применению. В стандартах или технических условиях для каждого вида СИ устанавливают расширенную область значений влияющих величин, в пределах которой значение дополнительной погрешности не должно превышать установленных пределов. Терминам основная и дополнительная погрешности соответствуют фактические погрешности СИ, имеющие место при данных условиях;

в) от режима применения:

1) статическая погрешность – погрешность СИ, возникающая при использовании его для измерения постоянной величины;

2) динамическая погрешность – погрешность СИ, возникшая при использовании его для измерения переменной во времени величины;

г) от формы представления.

Для измерительного прибора и измерительного преобразователя определение абсолютной, относительной и приведенной погрешностей специфично. У измерительного прибора имеется шкала, отградуированная в единицах входной величины, либо шкала, отградуированная в условных единицах с известным множителем, поэтому результат измерения представляется в единицах входной величины. Это обуславливает простоту определения погрешности измерительного прибора. У измерительного преобразователя результаты измерений представляются в единицах выходной величины. Поэтому различают погрешности измерительного преобразователя по входу и по выходу.

Абсолютная погрешность измерительного прибора – разность между показаниями прибора и действительным значением измеряемой величиной

, (6.1)

определяется с помощью образцового прибора или воспроизводится мерой.

Относительная погрешность измерительного прибора – отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к действительному значению измеряемой величины

(6.2)

Приведенная погрешность измерительного прибора - отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к нормирующему значению измеряемой величины

. (6.3)

В качестве нормирующего значения используется верхний предел измерения или диапазон измерений измерительного прибора.

При определении погрешностей измерительного преобразователя (ИПр) известны следующие величины: - действительное значение величины на входе Ипр, которое воспроизводится мерой или определяется с помощью образцового СИ на входе. - значение величины на выходе Ипр, определяется с помощью образцового средства на выходе; - функция преобразования измерительного преобразователя; - обратная функция преобразования измерительного преобразователя.

Абсолютная погрешность измерительного преобразователя по выходу – разность между действительным значением величины на выходе измерительного преобразователя, отображающей измеряемую величину, и значением величины на выходе, определяемым по действительному значению величины на входе с помощью градуировочной характеристики, приписанной измерительному преобразователю

, (6.4)

, определяются при одном значении входной величины.

Абсолютная погрешность измерительного преобразователя по входу – разность между значением величины на входе измерительного преобразователя, определяемым по действительному значению величины на его выходе с помощью градуировочной характеристики, приписанной преобразователю, и действительным значением величины на входе преобразователя

=. (6.5)

Дата добавления: 2014-01-04