7. Характеристики средств измерений?

Ответ:

Основные характеристики средств измерений

Свойства средств измерений описывают характеристиками. Всю совокупность характеристик средств измерений подразделяют на две группы:

1) Метрологические характеристики;

2) Неметрологические характеристики (обще-технические).

Метрологическими называют характеристики, влияющие на результаты измерений и на их погрешность.

В полном перечне метрологических характеристик можно выделить несколько групп, представленных в таблице 1.

Таблица 1 - Группы метрологических характеристик средств измерений Группа	Характеристики
Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки) и выбора средств измерений	1) функция преобразования (статическая характеристика, уравнение преобразования, градуировочная характеристика); 2) чувствительность; 3) порог чувствительности; 4) диапазон измерений; 5) диапазон показаний; 6) цена деления шкалы (цена единицы младшего разряда цифрового отсчетного устройства - для цифровых приборов) и др.
Характеристики точности	1) погрешности; 2) вариация выходного сигнала (вариация показаний - для измерительных приборов) и др.
Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам	1) функции влияния; 2) изменения значений метрологических характеристик средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах
Динамические характеристики средств измерений	1) полная динамическая характеристика (переходная характеристика, импульсная переходная характеристика, амплитудно-фазовая характеристика и др.); 2) частные динамические характеристики (время реакции, постоянная времени и др.)
Характеристики взаимодействия средств измерений с объектом исследования и нагрузкой	1) входное полное сопротивление (входной импеданс); 2) выходное полное сопротивление (выходной импеданс)

Основные метрологические характеристики.

Функция преобразования - функциональная зависимость между выходной величиной Y и входной X в установившемся (статическом) режиме работы средства измерений.

Y = f(X) (1)

Функция преобразования может задаваться аналитически (уравнением), таблично или графически. Функция преобразования может быть линейной или нелинейной. Стремятся обеспечить линейную зависимость.

Чувствительность средства измерений - свойство, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства измерений к вызывающему его изменению измеряемой величины:

𝑆= lim𝛥𝑋→0Δ𝑌/Δ𝑋=𝑑𝑌/𝑑𝑋 (2).

Su = N/Uном,делений на вольт;

SI = N/Iном,делений на ампер;

SP = N/Pном,делений на ватт.

Очевидно, что S= 1/C.

Порог чувствительности - характеристика средства измерений в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством.

Диапазон измерений - область значений физической величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерений.

Диапазон показаний - область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.

Цена деления шкалы - разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерений.

СU=Uном/N, вольт на одно деление;

СI=Iном/N, ампер на одно деление;

СP=UномIном/N, ватт на одно деление;

где N- число делений шкалы соответственно вольтметра, амперметра и ваттметра.

Пример: Ваттметр имеет номинальное напряжение Uном =150 В, номинальный ток Iном =5А, число делений шкалы N =150. Определить номинальную мощность и постоянную ваттметра, а также его показание, если при измерении мощности подвижная часть отклонилась на N =60 делений.

Решение: Номинальная мощность и постоянная ваттметра Pном =UномIном =150*5 =750Вт.

Постоянная ваттметра СР=Рном/N=750/150 =5Вт/дел.

Показание ваттметра Р=СрN = 5*60 = 300 Вт.

Вариация показаний измерительного 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.

V = XB-Xy (3)

Часто вариация выражается в нормированном виде

𝑉=𝑋𝐵−𝑋𝑌𝑋𝑁∗100 (4)

Неметрологические характеристики.

К основным неметрологическим характеристикам относятся:

1) показатели надежности;

2) электрическая прочность изоляции;

3) степень защиты оболочки от воды и пыли (IP);

4) габаритные размеры;

5) масса; и др.

8. Нормирование метрологических характеристик средств измерений. Классы точности средств измерений?

Под нормированием метрологических характеристик понимают установление номинальных значений и границ допускаемых отклонений реальных метрологических характеристик средств измерений от их номинальных значений.

Вопросы нормирования метрологических характеристик средств измерений регламентирует ГОСТ 8.009 - 84 «Нормирование метрологических характеристик средств измерений».

В соответствии с ГОСТ в ТНПА на средства измерений конкретных типов следует нормировать комплексы метрологических характеристик, которые в целом призваны обеспечить решение следующих задач:

1) определение результатов измерений, производимых с применением любого экземпляра средства измерений данного типа;

2) расчетное определение характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений, производимых с применением любого экземпляра средства измерений данного типа;

3) расчетное определение MX каналов измерительных систем, в состав которых входит любой экземпляр средства измерений данного типа;

4) оценку метрологической исправности средства измерений данного типа.

Учет всех нормируемых MX средств измерений при оценивании погрешности результата измерений является достаточно сложной и трудоемкой процедурой, оправданной при измерениях повышенной точности.

При измерениях в производственных условиях, т. е. при выполнении технических и технологических измерений, когда не требуется повышенная точность, для оценки возможной максимальной инструментальной составляющей погрешности можно воспользоваться такой характеристикой средства измерений как его класс точности.

Класс точности - обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

Класс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность средства измерений одного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств.

Класс точности средств измерений конкретного типа устанавливают в стандартах технических требований, технических условиях (ТУ) или в других нормативных документах.

Вопросы установления классов точности для средств измерений регламентирует ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования».

В зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений средства измерений различают несколько способов их нормирования, основными из которых являются следующие:

1) Если аддитивная погрешность средства измерений преобладает над мультипликативной, то чаще всего нормируется предел допускаемой приведенной погрешности (так как она будет постоянной в диапазоне измерений)

𝛾𝑚𝑎𝑥=Δ𝑋/𝑋𝑁∗100%=±𝑝 (5)

Класс точности в этом случае обозначается положительным числом из стандартизированного ряда:

1*10𝑛; 1,5*10𝑛; 2*10𝑛; 2,5*10𝑛; 4*10𝑛; 5*10𝑛; 6*10𝑛 (6)

где п = 1, 0, -1, -2 и т.д.

Число, обозначающее класс точности, указывает в % предельное значение допускаемой основной приведенной погрешности.

Пример: класс точности прибора обозначен числом 1,5 => уmах = ±1,5 %.

Если нормирующее значение при определении приведенной погрешности выражается длиной шкалы, то под числом, обозначающим класс точности, ставится знак: V