7. Нормирование погрешностей средств измерений

Суммарные погрешности средств измерений и их отдельные составляющие (вариации другие) нормализуются государственными стандартами. При чем погрешности нормализуются отдельно для нормальных условий. Под нормальными понимаются следующие условия:

- температура окружающей среды 20 + -5*С; атмосферное давление 101325 + - 3999,66 Па;

- относительная влажность 30 - 80%, отклонение напряжения питания от нормального на + - 2%; - вибрация в пределах норм, установленных в технических условиях испытания;

- частота питания переменного тока 50 + - 50; 14 + - 12 Гц.

Кроме того, на работу прибора не должны влиять внешние электрические и магнитные поля, рабочее положение прибора в пространстве должно быть в соответствии с требованиями стандартов и технических условий.

Погрешность средства измерения, свойственная ему в нормальных условиях применения называется основной погрешностью.

Основная погрешность согласно ГОСТ 13600-68 нормируется путем задания пределов допускаемой основной погрешности.

При отклонении влияющих величин от нормальных значений возникают дополнительные погрешности, которые нормируются указанием коэффициентов влияния измерения отдельных влияющих величин на изменение показания в виде: проц / 10 ^оС, проц / 10% U _пит, d и т. д.

8. Классы точности

Классом точности называется обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются на отдельные виды средств измерений.

Основой для присвоения средствам измерения класса точности является их основная погрешность и способ ее выражения.

Рассмотрим четыре способа.

1. Если основная погрешность выражается в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы, классы точности обозначаются порядковыми номерами, причем, средствам измерений с большим пределом основной допустимой погрешности присваиваются классы точности с большим порядковым номером (кольцевые меры длины, гири).

Образцовые меры измерения классифицируют по разрядам. К 1-му разряду относят точные образцовые средства. Иначе присваивают классы точности, если пределы основной погрешности задаются в виде относительных или приведенных погрешностей.

2. Если погрешность средств измерений нормируется одночленной формулой и предел допустимой основной погрешности выражается в виде приведенной основной погрешности

Δ

γ₀ = ------ 100%

Х_н

Где Х_н - нормирующее значение; дельта0 - основная допустимая погрешность, то класс точности обозначается одним числом у0 и выбирается из ряда у = (1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6;) х 10n, где n = 1; 0; -1; -2;…

Нормирующее значение Х_н принимается равным: - конечному значению шкалы прибора, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы; - сумме конечных значений шкалы прибора (без учета знаков), если нулевая отметка находится внутри шкалы; - номинальному значению измеряемой величины, если таковая установлена; - длине шкалы, если шкала имеет резко сужающиеся деления. В этом случае погрешность и длину шкалы выражают в одних единицах. Для приборов без нулевой шкалы - разности конечного и начального значений шкалы (диапазону измерений).

С использованием чисел указанного ряда разработаны условные обозначения классов точности, применяемые в документации на средства измерений и наносимые на них.

Е сли в качестве нормирующего значение Х_н принята длина шкалы, то класс точности обозначается одним числом в процентах, помещенный между двумя линиями, размещенными под углом, например 0,5. Сюда относятся приборы с резко неравномерной шкалой, например, логарифмической или гиперболической. В остальных случаях наносится только численное значение класса точности.

К средствам измерения рассмотренной группы относятся показывающие и самопишущие приборы, у которых преобладают аддитивные погрешности от трения, от изменения положения в пространстве, погрешности отсчета и др.

3. Для средств измерений, у которых преобладает мультипликативная составляющая погрешности, предел основной погрешности выражает в виде относительной погрешности по формуле :

Δ₀

γ₀ = -------100%

Х

К ласс погрешности в этом случае обозначается одним числом и помещается в кружок, например, 0,5. В таких приборах относительная погрешность остается постоянной во всем диапазоне измерения (например, интегрирующие приборы)

4. Если погрешность средств измерений нормируется двучленной формулой, в которых аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности соизмеримы, то класс точности проставляется в виде косой дроби / ₀, например 0,02 / 0,01. При этом числитель равен относительной погрешности средства измерений в наиболее благоприятных условиях, когда Х = Х_к. Знаменатель характеризует увеличение относительной погрешности при уменьшении Х, то есть влияние аддитивной составляющей погрешности. К этой группе средств измерения относятся цифровые приборы уравновешивания - мосты, компенсаторы - как с ручным, так и с автоматическим уравновешиванием.

Конкретные ряды классов точности устанавливаются на отдельные ряды средств измерений, причем, для одного и того же значения n разрешается принимать не более 5 классов точности с тем, чтобы перепад точности между отдельными средствами измерений был не очень мал.

Пределы дополнительных погрешностей также связаны с их классом точности. Эта связь раскрывается в частных стандартах вследствие разнообразия средств измерения и условий их применения. Пределы дополнительных погрешностей выражаются в той же форме, что и основная погрешность.

Например, дополнитеьлная погрешность средств измерений, вызванная изменением i - той влияющей величины на нормированное отклонение, - выражается в виде приведенной погрешности в процентах нормирующего значения Хн и определяется по формуле:

γ = [0,5 + 0,3 ( – 1)]

Где Х_н, Х_д - показания средства измерения при нормальном значении влияющей величины и при ее отклонении соответственно.

При этом в большинстве стандартов пределы дополнительных погрешностей устанавливают как положительными, так и отрицательными с равными числовыми значениями.

Иногда для приборов, предназначенных для работы в расширенной области изменений влияющей величины, например, температуры, нормируется значение дополнительной погрешности на каждые десять градусов изменения температуры.

Например, нормированный предел дополнительной погрешности для измерительного прибора класса точности 0,5 составляет γ_д ±0,2% при нормированном отклонении температуры от нормальной области значений (20 ± 5^о С) ∆ = 10 ^оС. При температуре окружающего воздуха = 40 ^оС дополнительная погрешность прибора составит:

0,2 (40 - 25)

γ_д = -------------------- = ±0,3%

10

Таким образом, суммарная погрешность показаний прибора составит 0,8% диапазона показаний.

Вид контроля

Этап строительства

Объект контроля

Метод контроля

Входной

Опера-ционный

Прие-* мочный

Изготовление элементов

Строительно-монтажные работы (при организации работ по каждому последующему этапу)

Изготовление элементов

Строительно-монтажные работы (в процессе выполнения работ по определенному этапу)

Изготовление элементов

Строительно-монтажные работы (после выполнения работ по определенному этапу)

Проектная документация. Изделия, детали и полуфабрикаты, поступающие в производство. Рабочие органы и регулирующие устройства, оборудование и оснастка Проектная документация

Ориентиры разби-вочных работ, отметки дна котлована, элементы строительных конструкций после завершения работ предыдущего этапа Приспособления и монтажная оснастка Результаты выполнения технологических операций, влияющих на точность геометрических параметров готовой продукции Ориентиры разби-вочных осей, высотные отметки опорных плоскостей и установочные ориентиры

Элементы сборных конструкций в процессе установки и временного закреп-ления Готовая-продукция

Ориентиры разби-вочных осей, высотные отметки опорных плоскостей и установочные ориентиры

Выборочный по

альтернативному

признаку

Сплошной

Выборочный по альтернативному или количественным признакам, в отдельных случаях — сплошной

Сплошной

Сплошной или вы-борочный с оценкой по границам! регулирования согласно технологической документации

Выборочный по альтернативному признаку

Сплошной

Сплошной или выборочный по альтернативному или количественным признакам Выборочный по альтернативному признаку

Структурная схема служб стандартизации

Украины

65