6.5. Понятие о погрешности измерения и погрешности приборов.

Погрешностью называется отклонение результата измерения физической величины (например: давления) от истинного значения измеряемой величины. Погрешность возникает в результате несовершенства метода или тех. средств измерения, недостаточного учета влияния внешних условий на процесс измерения, специфической природы самих измеряемых величин и других факторов.

Точность проводимых измерений характеризуется близостью их результатов к истинному значению измеряемых величин. Существует понятие об абсолютной и относительной погрешности измерения.

Абсолютной погрешностью измерения называется разность между результатом измерения и действительным значением измеряемой величины:

X= Q- X , (6.16)

Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины (кгс/см2 и т. д.)

Относительная погрешность измерения характеризует качество результатов измерения и определяется, как отношение абсолютной погрешности X к действительному значению величины:

 X=X/ X , (6.17)

Относительная погрешность обычно выражается в процентах.

В зависимости от причин, приводящих к погрешности измерения, различают систематические и случайные погрешности.

К систематическим погрешностям измерения относятся погрешности, которые при повторных измерениях при одних и тех же условиях проявляются одинаково т. е. Остаются постоянными или их значения меняются по определенному закону. Такие погрешности измерения определяются достаточно точно.

Случайными погрешностями называются погрешности, значения которых измеряется при проведении повторных измерений физической величины, выполненных одинаковым образом.

Оценка погрешности приборов производится в результате их поверки т. е. Совокупности действий (мероприятий) направленных по сравнению показаний приборов с действительным значением измеряемой величины. В качестве действительного значения измеряемой величины при проверке рабочих приборов принимают значение образцовых мер или показаний образцовых приборов. При оценке погрешности образцовых средств измерения за действительное значение измерение величины принимается значение эталонных мер или показания эталонных приборов.

Основная погрешность - погрешность свойственная средству измерения при нормальных условиях (давление атмосферное, Твозд. = 20 град, влажность 50-80 %).

Дополнительная погрешность - это погрешность вызванная измерением одной из влияющих величин за пределы нормальных условий. (например температура, ср. изм.)

Понятие о классах точности. Под классом точности принимается обобщенная характеристика средств измерений, определенная пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также др. свойств этих средств, которые могут влиять на их точность. Класс точности выражается числом, совпадающим со значением допускаемой погрешности.

Образцовый манометр (датчик) класса точности 0,4 имеет допустимую погрешность = 0,4 % от предела измерения т.е. погрешность образцового манометра с пределом измерения 30 Мпа не должна превышать +-0,12 Мпа.

Классы точности приборов измерения давления: 0,16; 0,25; 0,4; 0,6; 1,0; 1,5; 2,5.

Чувствительностью приборов называется отношение перемещения его указателя  n (направление стрелки) к изменению значения измеряемой величины, вызвавшему это перемещение. Таким образом, чем выше точность прибора, тем как правило, и больше чувствительность.

Основные характеристики измерительных приборов определяются в процессе специальных испытаний, включающих в себя градуировку, при которой определяются градуировочная характеристика прибора т.е. зависимость между его показаниями и значениями измеряемой величины. Градуировочную характеристику составляют в виде графиков, формул или таблиц.

Градуировка измерителей давления с помощью МП-600.

Согласно метрологической классификации все меры и измерительные приборы подразделяются на рабочие, образцовые и эталонные.

Рабочие – меры и приборы, предназначенные для практических целей измерения. Делятся на технические и лабораторные. Технические манометры корректируются поправками на температуру, влажность среды и т. д.

Образцовые - меры и приборы, служат для проверки по ним других средств измерения, с наивысшей, достигаемой на данном уровне развития техники точностью. Одним из таких поверочных средств служит специальный прибор - грузопоршневой, образцовый манометр МП-600 (рис.6.6).

При проведении градуировки измерителей давления ( манометров, датчикоа давления и т.д.) с помощью МП-600 происходит сопоставление давления создаваемого в системе грузопоршневого манометра и показаний измерителя давления.

Рабочей жидкостью в МП-600 служит касторовое масло ГОСТ 6757-73.

С помощью ручного насоса насоса в гидравлической системе МП-600 создаётся начальное давление ( не более 5 Мпа). Вращением маховика поршня (9) в системе устанавливается поверочное давление, которое уравновешивается грузами (4) грузопоршневого манометра, находящимися на тарелке (3) измерительной колонки. Концентрические груза должны иметь номер, совпадающий с номером измерительной поверочной колонки, так как груза подгоняются к каждому прибору отдельно. Для получения требуемого давления на тарелку кладут такое количество грузов, чтобы указанные на них давления и давления грузоприёмной части с поршнем в сумме составляло требуемое. При этом повышение и понижение давления производится плавно, без резких скачков.

Чтобы оценить точность измерительных приборов, которую они могут обеспечить в процессе измерения, введено понятие о пределе допускаемой погрешности. Пределом допускаемой погрешности измерительного прибора называется наибольшая погрешность (абсолютная), при которой данное техническое средство измерения может быть допущено к применению. Это предел устанавливается ТУ на приборы и ГОСТами.

При эксплуатации образцовых манометров ( датчиков давления) должно выполнятся следущие условия:

• Присоединительный ниппель (штуцер) должен быть перпендикулярен к потоку газа в трубопроводе.

• МО устанавливается вертикально, а измерительная линия должна быть герметична.

• МО подсоединяется через вентиль или через трехходовой кран.

• МО должен быть укрыт от прямых солнечных лучей.

Непосредственно к точке измерения манометр подсоединяется, если отсутствуют агрессивные компоненты в измеряемой среде. (Тизм=Твозд.+20 ⁰С , но не более 3 ⁰С).

Через трубки высокого давления и ловушку – при наличии агрессивных компонентов.

Рекомендуется применять МО с таким пределом измерения давления, когда стрелка манометра в ходе в средней трети шкалы.

Обязательна периодическая тарировка МО на образцовых МП-600 (Рис.6.). Периодичность проверки манометра зависит от его характеристики, хранения и транспортировки.

При непрерывной стационарной работе - раз в месяц. При перевозке на разовые исследования в полевых условиях 1раз в неделю. При проведении особо ответственных исследований (СГДИ) - перед каждым исследованием. А при необходимости, каждый раз после них.