2. Характеристики средств измерений

Метрологическая характеристика средства измерений — ха­рактеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на ре­зультат измерений и на его погрешности. От точности характерис­тик при изготовлении средств измерений, стабильности их в про­цессе эксплуатации зависит точность результатов измерений. Для каждого типа средств измерений устанавливают свои метро­логические характеристики в зависимости от назначения, усло­вий эксплуатации и других факторов.

Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми метрологи­ческими характеристиками, а определяемые экспериментально — действительными метрологическими характеристиками. Пред­лагаемые характеристики относятся к приборам, предназначен­ным для осуществления измерений.

Градуировочная характеристика — зависимость между значе­ниями величин X на входе и У на выходе средств измерений, полученная экспериментально:

У = f(X)

Градуировочная характеристика может быть выражена в ви­де формулы, графика или таблицы. Она связывает конструктив­ные параметры прибора с величинами X и У.

Номинальная градуировочная характеристика — это характе­ристика при нормальных условиях внешней среды и неизменных или медленно изменяющихся значениях входного сигнала.

Чувствительность прибора — свойство, определяемое отноше­нием изменения выходного сигнала прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Абсолютная чувствительность

S = ∆У/∆Х,

где ∆У и ∆Х — изменение соответственно сигнала на выходе и измеряемой величины.

Относительная чувствительность

Sо = ∆У/(∆Х/Х),

где ∆Х/Х — относительное изменение измеряемой величины.

Пороз чувствительности — характеристика прибора а виде наи­меньшего значения изменения величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным прибором.

Шкала прибора — часть показывающего устройства прибора, представляющая собой упорядоченный ряд отметок вместе со связан­ной с ними нумерацией.

Числовая отметка шкалы — число, соответ­ствующее некоторому значению физической величины:

С = ∆Х /∆У =1/S.

Цена деления школы — разность значений величины, соответст­вующих двум соседним отметкам шкалы прибора.

Цена деления и чувствительность — величины именованные. Обычно говорят о чувствительности прибора к какой-то измеряе­мой величине (напряжению, току, сопротивлению и т. д.). На­пример, S = 5 дел. /В; С = 0,2 В/дел.

Показание прибора — значение величины или число на показы­вающем устройстве прибора.

Вариация показаний прибора — разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой ве­личины.

Диапазон измерений прибора — область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности прибора. Эта область ограничена нижним и верхним пределами изме­рений. Диапазон измерений может состоять из нескольких поддиапазонов с разными погрешностями. Диапазон показаний может не совпадать с диапазоном измерений, под которым понимается область значений, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.

Входные и выходные характеристики ИП соответственно оп­ределяют воздействия ИП на объект исследования. При подклю­чении средств измерений к объекту измерения вследствие их вза­имного влияния могут возникнуть погрешности. В частности, средства измерения потребляют некоторую мощность от объекта измерения (источника входного сигнала), что приводит к измене­нию режима работы объекта измерения, если объект маломощ­ный. Малое потребление мощности от источника входного сигна­ла является достоинством средств измерения, которым обладают электронные приборы. Выходные характеристики определяют реакцию выходного сигнала на подключение нагрузки.

Вид выходного кода — число разрядов кода (цена единицы на­именьшего разряда кода ИП), предназначенное для выдачи результа­тов в цифровом виде.

Область рабочих частот — полоса частот, в пределах которой погрешность прибора, вызванная изменением частоты, не превышает допускаемого предела.

Быстродействие — время, затрачиваемое на одно измерение. Для аналоговых приборов быстродействие определяется време­нем установления показаний (временем успокоения), т. е. проме­жутком времени с момента изменения измеряемой величины до момента установления показаний прибора. Для цифровых прибо­ров быстродействие определяется как отношение числа измере­ний за некоторый промежуток времени к этому промежутку вре­мени: В = п/∆t. Быстродействие цифровых приборов составляет от одного до десятков тысяч измерений в секунду и более.

Кроме метрологических характеристик при эксплуатации не­обходимо учитывать:

● надежность средств измерений, т. е. способность приборов со­хранять эксплуатационные параметры в установленных пределах в течение заданного времени. К основным критериям надежности относятся вероятность безотказной работы в течение заданного времени, интенсивность отказов, среднее время безотказной рабо­ты. Надежность прибора оценивается в процессе его разработки;

● экономичность средств измерений — простота конструкций в обращении и оправданная экономическая стоимость.