6. Метрологические характеристики си

Метрологические характеристики (МХ) средств измерений — это характеристики, оказывающие влияние на ре­зультаты и погрешности измерений. Информация о назна­чении МХ приведена в до­кументации на средства измерений (в ГОСТе, в ТУ, в пас­порте). Метрологические характеристики, установленные нормативными документами, называют нормируемыми.

MX СИ предназначены для:

• оценки технического уровня и качества средства измерения.

• уточнения результатов измерения и оценки погрешности.

Статические характеристики прибора справедливы для установившегося режима работы, динамические - учитывают переходные процессы (переходная характеристика, импульсная переходная характеристика, амплитудно-фазовая характеристика, амплитудно-частотная характеристика, передаточная функция).

При установлении совокупности нормируемых МХ для средств измерений конкретного вида необходимо использовать номенклатуру характеристик, регламентированных государственным стандартом ГОСТ 8.009—84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характери­стики средств измерений». В этом стандарте приведены ре­комендации по выбору МХ для различных видов СИ и критерий рациональности основных составляющих погрешности. Все МХ можно разделить на две группы, определяющие область применения СИ и качество измерения.

Основными МХ первой группы, являются:

Диапазон измерений - область значений величины, в пре­делах которых нормированы допускаемые пределы погреш­ности. Значение величины, ограничивающее диапазон из­мерений снизу или сверху (слева и справа), называют соот­ветственно нижним или верхним пределом измерений.

Порог чувствительности — наименьшее изменение из­меряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала. Чувствительность — отношение изменения сигнала на выходе СИ к вызывающему его изменению измеряемой величины.

К МХ второй группы относятся свойства: точность, сходимость и воспроизводимость измерений.

Точность — свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой вели­чины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям. В практике применения СИ наиболее широко ис­пользуется такая характеристика, как класс точности.

Класс точности СИ— обобщенная характеристика, вы­ражаемая пределами допускаемых погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Клас­сы точности конкретного типа СИ устанавливают в норма­тивных документах, которые определяют конкретные требования к метрологическим ха­рактеристикам, в совокупности отражающим уровень точ­ности СИ данного класса.

Чаще всего класс точности соответствует приведенной погрешности СИ, отнесенной к конечному значению шкалы СИ (прибора) — к максимальному значению ФВ в диапазоне (поддиапазоне) измерений.

«Точность» и «погрешность» — понятия, во многом близ­кие друг другу.

Погрешность измерения — отклонение результата измерения от истинного (или действительного) значения измеряемой физической величины.

Погрешность указывает границы неопределенности значе­ния измеряемой физической величины. Она характеризует точность результатов измерений, проводимых данным средством.

Погрешность не следует путать с ошибкой измерений, связанной с субъективными обстоятельствами. Погрешно­сти измерений обычно приводятся в технической докумен­тации на СИ или в нормативных документах.

Правильность — свойство измерений, отражающее бли­зость к нулю систематических погрешностей в их резуль­татах. Результаты измерений правильны, когда они не ис­кажены систематическими погрешностями.

Сходимость — свойство измерений, отражающее бли­зость друг другу результатов измерений, выполняемых в оди­наковых условиях, одним и тем же СИ, одним и тем же опе­ратором. Для методик выполнения измерений — это одна из важнейших характеристик.

Воспроизводимость — свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях — в различное время, в разных мес­тах, разными методами и средствами измерений. В про­цедурах испытаний продукции воспроизводимость, как и сходимость, также является важнейшей характеристикой.

Основные характеристики средств измерений:

• принцип действия СИ — физический принцип, положенный в основу построения СИ данного типа;

• нормируемые метрологические характеристики (НМХ) — комплекс MX, устанавливаемых в нормативной технической документации (НТД) на СИ;

• функция преобразования — зависимость информативного параметра выходного сигнала от информативного параметра входного сигнала;

• функция влияния — зависимость изменения MX СИ от изменения влияющей величины или от изменения совокупности влияющих величин;

Нормируемые метрологические характеристики (НМХ) СИ конкретного типа в соответствии с ГОСТ 8.009—84:

1. Номинальное значение меры.

1. Номинальная статическая характеристика Пр.

2. Цена деления шкалы прибора или единица младшего разряда.

2. Входное сопротивление (емкость, индуктивность).

3. Значения погрешностей (основная и дополнительная погрешность прибора, класс точности).

3. Диапазон измерений.

4. Чувствительность (порог чувствительности).

5. Время установления показаний.

4. Быстродействие (число измерений в единицу времени).

10. Потребляемая мощность.

10. Наработка на отказ (среднее время непрерывной работы до первого ремонта для заданной группы приборов).

Лекция 2: Государственная система обеспечения единства измерений