Неметрологические характеристики

При эксплуатации измерительных приборов и других средств измерений важно знать и неметрологические характеристики: показатели надежности, электрической прочности, сопротивления и изоляции и др.

Одной из основных характеристик является метрологическая надежность средства измерения, под которой понимают свойство средств измерений сохранять установленные значения метрологических характеристик в течение определенного времени при нормальных режимах и рабочих условиях эксплуатации. Выход одной или более метрологических характеристик средства измерения за пределы нормы приводит к метрологическому отказу. Для оценки метрологической надежности используют показатели: наработка на отказ, срок службы и ресурс, среднее время восстановления средства.

Нормирование метрологических характеристик.

Главная из нормируемых характеристик – погрешность. Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешности выражают в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей.

Предел допускаемой абсолютной основной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы, устанавливают по формуле

(3.1)

(3.2)

где – значение измеряемой величины, а и b положительные числа не зависящие от (а – предельное значение аддитивной погрешности, b –коэффициент при предельном значении мультипликативной погрешности).

Предел допускаемой приведенной основной погрешности устанавливают по формуле (в процентах)

(3.3)

где - предел допускаемой абсолютной основной погрешности, x_N - нормирующие значение – условно принятое значение измеряемой величины, – отвлеченное положительное число.

Предел допускаемой относительной погрешности устанавливают по формуле ( в процентах)

, (3.4)

если  устанавливают по формуле 3.1, или

, (3.5)

если  устанавливают по формуле 3.2. в этих выражениях q– отвлеченное положительное число, x_k– больший по модулю из пределов измерений, с и d– положительные числа, причем

Всем средствам измерений присваивается определенный класс точности. Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика, определяемая пределами допускаемых погрешностей. Класс точности может выражаться одним числом или двумя числами, разделенными чертой и реже римскими цифрами или латинскими буквами.

Для обозначения классов точности используется значение чисел , , , , выбранные из ряда 1 · 10 ⁿ; 1,5 · 10 ⁿ; 2 · 10 ⁿ ; 2,5 · 10 ⁿ; 4 · 10 ⁿ;5 ·10ⁿ; 6 · 10 ⁿ; где n = 1, 0, -1, -2, …..

Например: класс точности 2,5 означает, что предел допускаемой основной погрешности установлен по формуле 3.3 ; класс точности – по формуле 3.4 ; класс точности 0,02/ 0,01 – по формуле 3.5 (с = 0,02; d = 0,01); класс точности М – по формуле 3.1; класс точности с – по формуле 3.2.

4 Погрешности измерений

4.1 Понятие о шкалах измерений

Любое измерение предполагает получение информации о размере физической величины путем сравнения неизвестного размера измеряемой величины с известным и выражением первого через второй.

Простейший способ получения такой информации, состоит в сравнении по принципу «Что больше (меньше)». Расположение по этому принципу размеры измеряемых величин образуют шкалу порядка. Особенно широкое распространение такие шкалы получили в областях, где измерения с помощью технических средств не достигли высокого совершенства (в гуманитарных науках, искусстве и т.д.). недостатками таких шкал является неопределенность интервалов между опорными точками (например шкала вида: неудовлетворительно, удовлетворительно, хорошо, отлично). Результаты измерений по этим шкалам нельзя складывать, вычитать, перемножать, делить.

Более совершенными в этом отношении являются шкалы, составленные из строго определенных интервалов – шкалы интервалов. По шкале интервалов можно судить не только о том, что один размер больше другого, но и о том, на сколько больше, т.е. на шкале интервалов можно выполнять такие математические действия как сложение и вычитание (временные шкалы, шкала температур Цельсия и т.п.).

Но, если на шкале интервалов выбрать точку, в которой размер физической величины равен нулю (не принимается равным нулю, а действительно равен нулю), то по этой шкале уже можно отсчитывать абсолютное значение размера и определять не только, на сколько этот размер больше или меньше другого, но и во сколько раз он больше или меньше. Эта шкала называется шкалой отношений.

Шкала отношений является наиболее совершенной из всех рассмотренных шкал. На ней можно выполнять операции сложения, вычитания, деления и умножения. Большинство физических величин электрической природы измеряется с использованием этой шкалы.