3.2. Характеристики средств измерений
При всем разнообразии средств измерений, они имеют общие свойства и характеристики. Основными характеристиками средств измерения являются:
Принцип действия - это принцип, который положен в основу построения средств измерения данного типа. Принцип действия часто бывает отражен в названии средства измерений.
Диапазон измерений - область значений измеряемой величины, в границах которой измеряет прибор и для которой нормированы допустимые погрешности прибора. Знания погрешности средства измерения необходимы для получения более точного результата измерения.
Погрешность - различие между показанием средства измерения и истинным значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение неизвестно, на практике рассматривают отклонение показания от действительного (очень точно вымеренного) значения.
Чувствительность - это отношение изменения сигнала L на выходе измерительного прибора к вызывающей его изменение измеряемой величины A:
Из формулы следует, что чем меньшее изменение измеряемой величины отмечает прибор, тем выше его чувствительность, то есть она обратно пропорциональная цене деления шкалы прибора.
Класс точности - обобщенная характеристика средства измерения, которая определяется границами погрешностей прибора, а также другими свойствами средства измерений, которые влияют на точность результата.
Нормированные метрологические характеристики - комплекс характеристик, установленных в документации на средство измерения конкретного типа в соответствии с ГОСТ 8.009-84.
Стабильность - качество средства измерения, которое отображает неизменность во времени его метрологических свойств и характеристик.
Метрологические характеристики средств измерения – это характеристики средств измерений, которые влияют на результаты измерений и их точность. Они являются показателями качества и технического уровня всех средств измерения. Для обеспечения точности и единства измерений метрологические характеристики средств измерения нормируются. Нормирование предусматривает минимальные и максимальные значения, в которых должна находится измеряемая величина. Количественно метрологические характеристики задаются границами погрешностей, которые возникают в результате измерений. Эти значения нормируются для нормальных и рабочих условий использования средств измерения.
Нормальные условия – это условия, при которых можно пренебрегать зависимостью метрологических характеристик от изменения условий окружающей среды. Для многих типов средств измерения нормальными условиями считаются: рабочая температура - (205)С, относительная влажность- (65 5)%, напряжение - 220В 10%. Для этих условий нормируется основная погрешность средств измерения.
Рабочие условия применения средств измерения отличаются от нормальных более широким диапазоном изменения условий окружающей среды. Для этих условий нормируется дополнительная погрешность средств измерения, которую еще называют поправкой.
Метрологические характеристики можно разбить на следующие группы:
Характеристики, предназначенные для определения показаний средств измерения. К ним относятся: функция преобразования измерительного преобразователя, значения меры, цена деления шкалы; градировочная характеристика (зависимость между значениями величины на выходе и входе средства измерений, составленное в виде таблицы или формулы).
Характеристики качества показаний – это точность и правильность. Точность показания определяется его среднеквадратичным отклонением. Точность показания нормируется указанием предельно допустимого значения среднего квадратичного отклонения, которое допускается. Правильность обеспечивается внесением поправки, устанавливаемой при метрологической аттестации средства измерения.
Характеристики чувствительности средства измерения к величинам, которые на них влияют. К ним относятся функции влияния и поправки на изменение метрологических характеристик, вызванных изменениями величин в рабочих границах (рабочей области). Характеристики чувствительности нормируются только для рабочих условий измерений.
Динамические характеристики средств измерения - это характеристики свойств средств измерения, которые заключаются в том, что на выходящий сигнал влияют значения входящего сигнала и изменения этих значений во времени.
Характеристики взаимодействия с другими объектами или приборами на входе и выходе средства измерения. Примером такой характеристики является погрешность амперметра вследствие влияния его внутреннего сопротивления на общее сопротивление цепи.
Неинформативные параметры исходного сигнала, которые обеспечивают нормальную работу приборов, подключенных к средству измерения, которое чаще всего является измерительным преобразователем.
В зависимости от типа средства измерения, особенностей их использования, ответственности измерений нормируются не все перечисленные метрологические характеристики, а их определенный набор. При выпуске средства измерения и его эксплуатации необходимо периодически проверять метрологические характеристики, которые входят в набор, т.е. выполнять поверку, поскольку использование прибора допускается только при соответствии этих характеристик значением, заданным в нормах, и документации на прибор.