Точности СИ

Классы точности средств измерений

Классом точности называется обобщенная характеристика всех средств измерений данного типа, обеспечивающая правильность их показаний и выражаемая пределами допускаемых погрешностей или другими характеристиками, влияющими на точность. В стандартах на средства измерений конкретного типа устанавливаются требования к метрологическим характеристикам, в совокупности определяющие класс точности средств измерений этого типа. ГОСТ 8.401 – 80 устанавливает три вида классов точности СИ.

1. Для пределов допускаемой абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины. Погрешность измерения определяется в соответствии с формулами

D = ± а и D = ± (а + bx), (1.11)

где D - пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения, выраженной в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы; а, b – положительные числа.

2. Для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел:

d = ± А × 10ⁿ, (1.12)

где А = 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; n - положительное или отрицательное целое число, включая нуль (1; 0; -1; -2 …).

Классы точности СИ, выраженные через относительные погрешности, могут назначаться двумя способами:

- если D = ± а, то d = ± А × 10ⁿ;

- если D = ± (а + bx), то

, (1.13)

где d - пределы допускаемой относительной погрешности, %; c, d – выбираются из ряда чисел (1.12); X_к - верхний предел измерений СИ; Х – значение измеряемой величины на входе (выходе) средства измерения или число делений, отсчитываемых по шкале.

3. Для пределов допускаемой приведенной погрешности в %:

, (1.14)

где Х_N – нормирующее значение измеряемой величины (см. п. 4.1.).

Классы точности присваиваются типам средств измерений с учетом результатов государственных приемочных испытаний. Средствам измерений с несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или предназначенным для измерений разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или каждой измеряемой величины. Так, амперметр с диапазонами 0—10, 0—20 и 0—50 А может иметь разные классы точности для отдельных диапазонов; электроизмерительному прибору, предназначенному для измерений напряжения и сопротивления, могут быть присвоены два класса точности: один — как вольтметру, другой — как омметру.

Классы точности СИ, выраженные через абсолютные погрешности, могут быть обозначены в виде заглавных букв латинского алфавита (например, М, С и т. д.) или римских цифр (I, II, III, IV и т. д.) с добавлением условных знаков. Смысл таких обозначений раскрывается в нормативно-технической документации. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности. Например, средство измерения класса С более точно, чем средство измерения класса М, т.е. это обозначение не определяет значение погрешности и является условным. Если же класс точности обозначается арабскими цифрами с добавлением какого-либо условного знака, то эти цифры непосредственно устанавливают оценку точности показаний средств измерений.

В связи с большим разнообразием средств измерения и их метрологических характеристик ГОСТ 8.401-80 определены способы обозначения, причем выбор того или иного способа зависит от того, в каком виде нормирована погрешность. Для СИ, у которых погрешность измерения определяется в соответствие с формулами D = ± а и D = ± (а + bx), класс точности присваивается порядковым номером, начиная для самого точного с 1 и далее по мере возрастания погрешности.

Если погрешность определяется по формулам (1.12) и (1.13), класс точности СИ соответствует значениям относительной или приведенной погрешности, выраженной в %.

Наиболее широкое распространение получило нормирование класса точности по приведенной погрешности.

Если приведенная погрешность g = ± 1,5%, то класс точности СИ – 1,5. Это справедливо для приведенной погрешности, нормируемой значением физической величины в принятых единицах. В тех случаях, когда погрешность нормируется длиной шкалы прибора, класс точности также равен численному значению g, но обозначается по-другому. Например, при g = 0,5% (Х_N = 1) класс точности – 0,5.

Если погрешность СИ определяется формулой (1.13) (мультипликативная погрешность), то она обозначается с/d. Если

,

то класс точности СИ обозначается 0,02/0,01; с = 0,02, а d = 0,01, т.е. приведенное значение относительной погрешности к началу диапазона измерения g_н = 0,02%, а к концу - g_к = 0,01%.

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений, приводятся в нормативно-технических документах. При этом в эксплуатационной документации на средство измерений, содержащей обозначение класса точности, должна быть ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности для этого типа средств измерений.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что класс точности является обобщенной характеристикой средств измерений. Знание его позволяет определить не точность конкретного измерения, а лишь указать пределы, в которых находится значение измеряемой величины.

В таблице 4 представлены формулы для вычисления погрешностей и обозначение классов точности СИ.

Таблица 4. Формулы вычисления погрешностей и обозначение классов

Вид по-греш-ности	Формула	Пределы допускаемой погрешности	Обозначение класса точности	СИ, реко-мендуемые к обозначению таким спосо-бом
в НТД	на СИ
Абсо-лютная	D = ± а D = ± (а + + bx)	D = ±0,2А	Класс точ-ности N или класс точ-ности III	N   III	Меры   Меры
Относи- тельная	(1.12)	d = ± 0,5%	Класс точ-ности 0,5	0,5	Мосты, счет-чики, измери-тельные тран-сформаторы
(1.13)	d = ± [0,02+0,01(|Хк/Х)|-- 1], %	Класс точ-ности 0,02/0,01	0,02/0,01	Цифровые СИ
Приве-денная	(1.14)	а) при ХN = Хк g = ± 1,5%	Класс точ-ности 1,5	1,5	Аналоговые СИ; если xN – в единицах величины
б) ХN – длина шкалы или ее части, мм g = ± 0,5%	Класс точ-ности 0,5	0,5 V	Омметры; если xN опре-деляется дли-ной шкалы или ее части

Пример. Отсчет по шкале прибора с пределами измерения 0 – 50А и равномерной шкалой составил 25А. Пренебрегая другими видами погрешностей измерения, оценить пределы допускаемой абсолютной погрешности этого отсчета при использовании различных СИ класса точности: 0,02/0,01; 0,5 и 0,5.

Решение:

1. Для СИ класс точности 0,02/0,01:

.

Так как x = 25; x_k = 50; с = 0,02; d = 0,01 и d - в %, то

Учитывая правила записи результата измерения, последний окончательно выглядит следующим образом: Х = (25 ± 0,01) А.

2. Для СИ класса точности: 0,5

; D = ± 0,01 × 25 × 0,5 = ± 0,125 А

Учитывая правила записи результата измерения, последний окончательно выглядит следующим образом: Х = (25 ± 0,12) А.

3. Для СИ класса точности 0,5:

; здесь x_N = 50, тогда

D = ± 0,01 × 50 × 0,5 = ± 0,25 А

Учитывая правила записи результата измерения, последний окончательно выглядит следующим образом: Х = (25 ± 0,25) А.

Дата добавления: 2014-01-04