Метрологические и другие характеристики средств измерений

Метрологические характеристики средства измерения – это характеристики, влияющие на точность измерения.

Нормируемые метрологические характеристики устанавливаются нормативно – технической документацией в отличие от действительных характеристик, которые устанавливают экспериментальным путем.

Основные метрологические характеристики – это функция преобразования, погрешность, чувствительность, цена деления, порог чувствительности, диапазон измерений, вариация показаний, время измерения, надежность средства измерения и др.

Функция преобразования – это зависимость между входным и выходным сигналом средства измерения.

Погрешность средства измерения – это разность между показаниями средства измерения и истинным (действительным) значением.

Чувствительность средства измерения – это отношение изменения выходного сигнала к вызывающему его изменению измеряемой величины:

, относительная чувствительность .

Порог чувствительности – это наименьшее значение изменения физической величины, начиная с которого её можно измерять.

Цена деления (постоянная прибора) – это величина обратная чувствительности, это число единиц измеряемой величины на одно деление шкалы прибора:

.

Диапазон измерений – это область значений измеряемой величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения.

Вариация выходного сигнала – это разность между значениями выходного сигнала, соответствующими одному и тому же действительному значению входной величины при медленном подходе слева и справа к выбранному значению входной величины.

В числе нормируемых метрологических характеристик могут также быть: пределы измерений, цена деления, выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда, входное и выходное сопротивление.

Кроме метрологических характеристик важны показатели надежности, электрической прочности, время установления рабочего режима и др.

Надежность средства измерения – это способность средства измерения сохранять нормированные характеристики при определенных условиях в течение заданного времени.

Основные критерии надежности: вероятность безотказной работы в течение определенного временного интервала, наработка на отказ – средний интервал времени работы до появления отказа.

Лекция №3

Классификация погрешностей

Различают погрешности средства измерения и погрешность результата измерения этим же средством измерения. Последнее зависит не только от погрешности средства измерения, но и от метода, условий, особенностей объекта.

По способу выражения погрешности: абсолютные, относительные, приведенные.

Абсолютная погрешность ,

относительная погрешность ,

приведенная погрешность , - нормирующее значение, т.е. некоторое установленное значение, по отношению к которому рассчитывается погрешность. Выбор в соответствии с ГОСТ 8.009 – 84. Например, это может быть максимальное значение диапазона измерения.

По причине и условиям возникновения: на основную и дополнительную.

Основная – это погрешность средства измерения в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность – составляющая погрешности средства измерения возникающая, из–за отклонения влияющих величин от нормальных условий.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешности выражают в форме абсолютных, относительных и приведенных погрешностей.

Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности.

Класс точности устанавливается в стандартах технических требований и других нормативных документов. В соответствии с ГОСТ 8.401–80 устанавливаются следующие классы точности для аналоговых электромеханических приборов: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 6,0. Класс точности характеризует основную погрешность и определяется пределами допускаемых погрешностей средства измерения.

По характеру изменения погрешности: систематические, случайные и промахи.

Систематическая погрешность – составляющая погрешности средства измерения. К систематическим погрешностям относятся постоянные или изменяющиеся по известному закону (методические, инструментальные, субъективные и др.)

Случайная погрешность – это погрешность, вызванная неучтенными факторами. Она носит случайный характер.

Промахи – ошибки оператора, неучтенные обстоятельства.

В зависимости от влияния значения измеряемой величины погрешности средства измерения делятся на погрешности нуля или аддитивные (независящие от значения измеряемой величины) и мультипликативные (пропорциональные).

Аддитивная погрешность не зависит от чувствительности прибора S.

Мультипликативная погрешность – она зависит от чувствительности прибора S и изменяется пропорционально.

Причина мультипликативной погрешности – это изменение коэффициента преобразования звеньев, узлов средств измерения.

В случае если и аддитивная и мультипликативная погрешности присутствуют, то

Класс точности в этом случае .

В зависимости от влияния характера изменения измеряемой величины различают статические и динамические погрешности. Динамическая погрешность появляется при изменении при изменении измеряемой величины в процессе измерения.