
- •Часть 1. Основы метрологии
- •Содержание
- •5.10 Контрольные вопросы к разделу 5 132
- •1 Общие сведения о физических величинах
- •Физические величины
- •Системы физических величин
- •1.3 Единицы физических величин
- •1.4 Измерительные шкалы
- •1.4.1 Шкала физической величины
- •1.4.2 Неметрические шкалы
- •1.4.3 Метрические шкалы
- •1.5 Контрольные вопросы к разделу 1
- •1.6 Тестовые вопросы по тематике раздела 1
- •Тема 1 – Введение в метрологию
- •Тема 2 - Физические величины
- •Тема 3 - Системы единиц физических величин
- •Тема 4 - Шкалы измерений
- •2 Методы и средства измерений физических величин
- •2.1 Измерения физических величин
- •2.2 Классификация измерений
- •2.3 Средства измерений и их классификация
- •2.4 Устройство средств измерений, принцип их работы
- •2.5 Эксплуатационные характеристики средств измерений
- •2.6 Критерии качества измерений
- •2.7 Результаты измерения физических величин
- •2.8 Условия измерений
- •2.9 Контрольные вопросы к разделу 2
- •2.10 Тестовые вопросы по тематике раздела 2
- •Тема 1 – Измерения физических величин
- •Тема 2 - Классификация измерений
- •Тема 3 - Общие сведения о средствах измерений
- •3 Погрешности средств измерений
- •3.1 Классификация погрешностей средств измерений
- •3.2 Классы точности средств измерений
- •3.3 Систематические погрешности
- •3.3.1 Классификация систематических погрешностей
- •3.3.2 Методы борьбы с систематическими погрешностями
- •3.4 Случайные погрешности
- •Погрешности косвенных измерений
- •3.6 Контрольные вопросы к разделу 3
- •3.7 Тестовые вопросы по тематике раздела 3
- •Тема 1 - Погрешности измерений, их классификация
- •Тема 2 – Выбор средства измерений по точности
- •Тема 3 – Обработка результатов однократных измерений
- •Тема 4 – Обработка результатов многократных измерений
- •4 Обработка результатов измерений
- •4.1 Обработка результатов прямых точечных измерений
- •4.1.1 Алгоритм обработки результатов прямых многократных
- •4.1.2 Результат измерения и оценка его среднего квадратического
- •4.1.3 Проверка нормальности результатов наблюдений
- •4.1.4 Доверительные границы случайной погрешности
- •4.1.5 Доверительные границы неисключенной систематической
- •4.1.6 Граница погрешности результата измерения
- •4.1.7 Форма записи результатов измерений
- •Правила округления результатов измерения
- •Погрешность результата измерения округляется до двух значащих цифр, если первая из них - 1 или 2 и до одной значащей цифры, если она равна 3 и более;
- •Результат измерения округляется до того же десятичного разряда, которым оканчивается округлённое значение погрешности;
- •Округление производится лишь в окончательном ответе, а все предварительные вычисления проводят с одной - двумя запасными значащими цифрами.
- •4.2 Расчёт метрологических характеристик средств измерений
- •Общие положения
- •Общие методы оценки и контроля индивидуальных
- •Методики ориентировочной оценки метрологических и
- •4.2.4 Метод нименьших квадратов
- •4.2.5 Алгоритмы обработки результатов наблюдений
- •4.3 Контрольные вопросы к разделу 4
- •4.4 Тестовые вопросы по тематике раздела 4
- •Тема 1 - Форма записи результатов измерений
- •5 Обеспечение единства измерений
- •5.1 Общие положения
- •5.2 Эталоны единиц физических величин
- •5.3 Метрологические службы
- •5.3.1 Государственная метрологическая служба и иные
- •5.3.2 Метрологические службы государственных органов
- •5.4 Государственный метрологический контроль и надзор
- •5.5 Утверждение типа средств измерений
- •5.6 Передача информации о размерах единиц
- •5.7 Поверка и калибровка средств измерений
- •5.8 Методы поверки и калибровки, поверочные схемы
- •5.9 Права и обязанности государственных инспекторов
- •5.9.1 Государственный метрологический контроль и надзор
- •5.9.2 Права государственных инспекторов, осуществляющих
- •5.9.3 Права инспекторов в случае нарушений
- •5.9.4 Ответственность государственных инспекторов
- •5.10 Контрольные вопросы к разделу 5
- •5.11 Тестовые вопросы по тематике раздела 5
- •Тема 1 – Обеспечение единства измерений. Общие положения
- •Тема 2 – Эталоны единиц фв. Передача информации о размерах единиц
- •Тема 3 – Метрологические службы
- •Тема 4 – Поверка и калибровка средства измерения. Поверочные схемы
- •Тема 5 – Государственный метрологический контроль и надзор
- •Борис Моисеевич Кербель Ирина Геннадьевна Попова Метрология, стандартизация, сертификация
- •Часть 1. Основы метрологии
- •636036, Томская обл., г. Северск,
3.2 Классы точности средств измерений
Учёт всех нормируемых метрологических характеристик средств измерений является сложной и трудоёмкой процедурой. На практике такая точность не нужна. Поэтому для средств измерений, используемых в повседневной практике, принято деление на классы точности.
Класс точности средств измерений (класс точности) - обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая нормируемыми метрологическими характеристиками.
Класс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность средства измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Это важно при выборе средств измерений в зависимости от заданной точности измерений. Класс точности средств измерений конкретного типа устанавливают в стандартах технических требований (условий) или в других нормативных документах.
Нормируемые метрологические характеристики типа средства измерений (нормируемые метрологические характеристики) - совокупность метрологических характеристик данного типа средств измерений, устанавливаемая нормативными документами на средства измерений
Требования к нормируемым метрологическим характеристикам устанавливаются в стандартах на средства измерений конкретного типа. Например, для электроизмерительных приборов нормируют:
пределы допускаемых погрешностей и соответствующие рабочие области влияющих величин;
пределы допускаемых дополнительных погрешностей и соответствующие рабочие области влияющих величин;
пределы допускаемой вариации показаний;
невозвращение указателей к нулевой отметке.
Предел допускаемой погрешности средства измерений (предел допускаемой погрешности, предел погрешности) - наибольшее значение погрешности средств измерений, устанавливаемое нормативным документом для данного типа средств измерений, при котором оно еще признается годным к применению.
При превышении установленного предела погрешности средство измерений признается негодным для применения (в данном классе точности).
Обычно устанавливают пределы допускаемой погрешности, то есть границы зоны, за которую не должна выходить погрешность.
Пример - Для 100-миллиметровой концевой меры длины 1-го класса точности пределы допускаемой погрешности ±50 мкм.
Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности устанавливают по формуле
(3.4)
или
,
(3.4*)
где
и
- положительные числа, не зависящие от
.
Пределы допускаемой приведенной погрешности
,
(3.5)
где - положительное число, выбираемое из ряда
(1;
1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0)
,
при
. (3.6)
Пределы допускаемой относительной основной погрешности определяют из уравнения
, (3.7)
если установлено по формуле(3.4).
Если же определено по формуле (3.4*), т.е. имеется мультипликативная составляющая погрешности, пределы допускаемой относительной основной погрешности определяют по формуле
,
(3.8)
где
- больший по модулю из пределов измерений;
.
Значения чисел
и
должны быть округлены до чисел из ряда
(3.6).
Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств. Классы точности присваиваются средствам измерений с учётом результатов государственных приёмочных испытаний.
Общие положения о делении средств измерений на классы точности и способы нормирования метрологических характеристик регламентированы ГОСТ 8.401—80. Однако этот стандарт не устанавливает классы точности средств измерения, для которых предусмотрены нормы отдельно для систематической и случайной составляющих погрешности, а также если необходимо учитывать динамические характеристики.
Если класс точности прибора установлен по пределу допускаемой относительной основной погрешности, т.е по значению погрешности чувствительности [см. формулу (3.7)] и форма полосы погрешности принята чисто мультипликативной, обозначаемое на шкале значение класса точности обводится кружком.
Пример
-
обозначает, что
=
1,5 %.
Если же полоса погрешности принята аддитивной и прибор нормируется по пределу допускаемой приведенной основной погрешности [см. формулу (3.5)], т.е. по значению погрешности нуля (таких приборов большинство), то класс точности указывается на шкале без каких-либо подчеркиваний.
Пример
- 1,5
обозначает, что
=1,5
%.
Если шкала прибора неравномерная (например, у омметров), предел допускаемой основной приведенной погрешности выражается формулой (3.5), а нормирующее значение принято равным длине шкалы или ее части, класс точности обозначается на шкале одним числом, помещенным между двумя линиями, расположенными под углом.
Пример
-
обозначает,
что
=0,5
%.
Если средство измерений обладает как аддитивной, так и мультипликативной полосой погрешности, а пределы допускаемой относительной погрешности в процентах устанавливаются формулой (3.8), классы точности обозначают числами с и d (в процентах), разделяя их косой чертой.
Пример
– Если установлено, что для средства
измерения
,
где с = 0,02; d = 0,01, то обозначение
в документации будет «класс точности
0,02/0,01», а на приборе 0,02/0,01.
Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей по формуле (3.4), классы точности обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. Чем дальше буква от начала алфавита, тем больше погрешность. Расшифровка соответствия букв значению абсолютной погрешности осуществляется в технической документации на средство измерения.
Для всех рассмотренных случаев вместе с условным обозначением класса точности на шкале, щитке или корпусе средств измерений наносится номер стандарта или технических условий, устанавливающих технические требования на эти средства измерений. Таким образом, обозначение класса точности средства измерений дает достаточно полную информацию для вычисления приближенной оценки погрешностей результатов измерений.
Примеры обозначения классов точности на шкалах приборов приведены на рисунке 3.4.
а – вольтметр класса точности 0,5 с равномерной шкалой;
б – амперметр класса точности 1,5 с равномерной шкалой; в – амперметр класса точности 0,02/0,01 с равномерной шкалой; г - мегаомметр класса
точности 2,5 с неравномерной шкалой.
Рисунок 3.4 - Лицевые панели приборов