Метрологические характеристики средств измерений

Это технические характеристики средств измерений, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерения.

Они устанавливаются ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормированные метрологические характеристики.

1. Длина деления шкалы - это расстояние между серединами двух соседних отметок штрихов шкалы.

2. Цена деления шкалы - это разность значений величин между двумя соседними отметками шкалы.

3. Градуировочная характеристика - зависимость между значениями величин на выходе и входе СИ.

Например, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя, номинальное значение однозначной меры, пределы и цена деления шкалы, виды и параметры цифрового кода СИ, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.

4. Диапазон показаний - область значений шкалы, ограниченная наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины.

5. Диапазон измерений - область значений шкалы, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения.

6. Чувствительность прибора - отношение изменения сигнала на выходе к изменению сигнала на входе.

S = / ; [мм/А]; [мм/В]; [⁰С/В];

Для шкальных измерительных приборов абсолютная чувствительность численно равна передаточному отношению.

7. Вариация (нестабильность) показаний прибора - алгебраическая разность между показаниями средства измерения в данной точке диапазона при возрастании и убывании величины.

8. Стабильность средства измерения - неизменность во времени его метрологических характеристик.

9. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений

• функция преобразования измерительного преобразователя - f(x);

• значение однозначной или многозначной меры – у;

• цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;

• вид входного кода, число разрядов кода.

10.Характеристики погрешностей средств измерений:

• систематические _сист;

• случайные _сл;

• вариация показаний.

11. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам:

• функция влияния  ();

• изменения  () значений метрологических характеристик, вызванные изменением влияющих величин.

12. Динамические характеристики отражают инерционные свойства СИ при изменении параметров входного сигнала, внешних влияющих величин или нагрузки.

• дифференциальное уравнение, описывающее работу средства измерений;

• передаточная функция;

• переходная характеристика;

• импульсная переходная характеристика;

• амплитудно-фазовая характеристика;

• амплитудно-частотная характеристика для минимально-фазовых средств измерения;

• совокупность амплитудно-фазовых и фозово-частотных характеристик.

Нормы на метрологические характеристики приводятся в документации (паспорте, техническом описании, инструкции по эксплуатации) в виде номинальных значений, функций, формул, таблиц или графиков в ГОСТ 8.009 – 84.

Погрешности средств измерений

1. По характеру проявления (по способу выявления):

• Случайная (изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях одной и той же физической величины);

• Систематическая (остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины).

2. По характеру режима измерений (от условий измерения):

• Динамическая (зависящая от скорости изменения измеряемой величины во времени);

• Статическая (не зависящая от скорости изменения измеряемой величины во времени).

3. По отношению к внешним воздействиям:

• Основная (возникающая при нормальных условиях выполнения измерений);

• Дополнительная (возникает дополнительно к основной погрешности из-за отклонения внешних влияющих величин).

Нормальные условия выполнения измерений

Влияющая величина	Номинальное значение величины
Температура для всех видов измерений	293 К (20оС)
Давление окружающего воздуха	100 кПа…101,3 кПа 750 мм рт. ст.….760 мм рт. ст.
Относительная влажность воздуха для измерений: линейных, угловых, массы и спектроскопии	55 % ... 60 %
Плотность воздуха	1,2 кг/м3
Ускорение свободного падения	9,8 м/с2
Напряженность электростатического поля	0
Уровень шума	Не более 80 дБ

4. По взаимодействию с выходным сигналом (по способу суммирования):

• Мультипликативная;

• Аддитивная.

5. По способу нормирования метрологических характеристик

• Абсолютная;

• Относительная;

• Приведенная.

Погрешность измерений - это отклонение результата измерения, от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Погрешность прибора - это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины.

Абсолютной называют погрешность измерения, выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина. (0,4 В; 2,5 мкм ...)

 = Х – Х_ист  Х – Х_д;

где Х - результат измерения;

X_ист - истинное значение измеряемой величины;

X_д - действительное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:

;

Приведенная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к нормированному значению и выражается в процентах или долях измеряемой величины:

 =  / Х_N

Где Х_N - нормируемое значение (как правило, это наибольшее значение прибора)._{__}