Нормируемые метрологические характеристики средств измерений (СИ)

Нормируемые метрологические характеристики СИ

Операции процедуры измерения

Преобразовать сигнал о значении измеряемой величины X в другой сигнал, несущий информацию о значении величины Q = F(X)

Воспроизвести однородную с Q величину Q_M = N[Q], известную с необходимой точностью

Сравнить измерительные сигналы о значениях двух однородных величин (преобразованного Q и воспроизведенного Q_M) при минимальной погрешности сравнения

Выполнить обратное преобразование

Эти сигналы могут быть неоднородными, данное преобразование выполняет измерительный преобразователь или группа преобразователей

Данную функцию выполняет многозначная мера

Данную функцию выполняет компаратор при условии |Q – Q_M| < [Q], здесь и п.2 [Q] – размер «кванта» многозначной меры, N – число «квантов»

Данную функцию выполняет один из преобразователей (элементарных С.И.) X_U = F^-1(Q), при этом выходной сигнал X_U принимается за результат измерения

Для каждого СИ вводятся и нормируются определенные метрологические характеристики (МХ), которые показывают степень соответствия информации об измеряемой величине, содержащейся в выходном сигнале, ее истинному значению. Метрологические характеристики СИ оказывают влияние на результат измерения и его погрешности. МХ, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально – действительными.

Метрологические характеристики СИ позволяют: определить результаты измерений и рассчитать инструментальную составляющую погрешности измерения; произвести оптимальный выбор СИ для обеспечения требуемого качества измерений; сравнить СИ различных типов с учетом условий применения. Выделяют шесть групп нормируемых метрологических характеристик СИ.

Первая группа

Регламентирует МХ, предназначенные для определения показаний средства измерений (функцию преобразования, значения мер, цену деления или единицу наименьшего разряда, число разрядов и др.)  

1. Функция преобразования Y = F(X) – зависимость информативного параметра выходного сигнала от информативного параметра входного сигнала. Желательно иметь Y = SX, где S – коэффициент преобразования (усиление, чувствительность). Функция X = F^-1(Y) – обратная функция преобразования, называется градуировочной характеристикой. 2. S(чувствительность) является одной из важнейших метрологических характеристик, и для случая линейного преобразования может быть определена как S = Y/X. Если функция преобразования F(X) – нелинейная, используется понятие дифференциальной чувствительности S_d = dF(X)/dx. 3. Величину обратную чувствительности C = 1/S называют масштабным коэффициентом (постоянной С.И.) 4. Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности С.И. 5. Пределы измерений – наибольшее и наименьшее значения диапазона измерения. (Для мер – номинальное значение воспроизводимой величины). 6. Цена деления шкалы – разность значений измеряемой величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Если шкала – неравномерная, нормируют минимальную цену деления. 7. В цифровых С.И. используют характеристики цифрового кода (вид выходного кода, число его разрядов, цена единицы младшего разряда).

Вторая группа

Определяет основную погрешность без учета динамики процесса измерения

Основная погрешность – погрешность С.И. при работе в нормальных условиях эксплуатации: - температура 20±5 ^о С; - относительная влажность воздуха 65±15% при 20 ^о С; - атмосферное давление 97,4…104 кПа; - напряжение питания 220 В ±10% с частотой 50 Гц ±1%; - отсутствие электрических и магнитных полей.  

Третья группа

Определяет дополнительную погрешность, как более полную и общую

Дополнительная погрешность нормируется, если рабочие условия измерения отличаются от нормальных более широким диапазоном влияющих величин. Обобщенной характеристикой точности С.И., определяемой пределами допускаемых погрешностей (основных и дополнительных), а также другими свойствами является класс точности С.И.  

Четвертая группа

Используется для регламентации точности С.И., работающих в динамических условиях, или при динамических измерениях.  

Динамические характеристики проявляются в том, что на выходной сигнал СИ влияют не только значения входного сигнала, но и любые изменения этих значений во времени.  

Пятая группа

Описывает свойства С.И. обмениваться энергией с подключенными к нему объектами

Импедансные характеристики, которые для электрических С.И. представляются входными и выходными сопротивлениями и емкостями, для контактных линейных измерений – это измерительное усилие.    

Шестая группа

Регламентирует значения неинформативных параметров выходного сигнала С.И.

К неинформативным параметрам выходного сигнала относятся параметры не связанные функционально с измеряемой величиной. Они не содержат непосредственной информации о значении измеряемой величины, но могут оказать влияния на точность измерения    

К неметрологическим характеристикам СИ относят показатели надежности, устойчивости к климатическим и механическим воздействиям, время установления рабочего режима, напряжение питания, потребляемую мощность.

Дата добавления: 2014-01-05