§ 27.5. Погрешность и точность средств измерений. Класс точности средств измерений. Общие принципы выбора средств измерений.

Погрешность средств измерения определяется систематической и случайной составляющей. Она может быть определена в результате градуировки прибора.

Внутри диапазона измерений назначается некий квантованный или пороговый сигналы х₁, х₂, х₃, ... , х_n. Проводится измерение х₁, при подходе к величине снизу и сверху возникает некое отличие. Такое измерение при метрологической аттестации прибора выполняется достаточно большое количество раз, не менее 30. В результате в этой точке у нас будет разброс, и аналогично в других точках. Таким образом, обрабатывая соответствующие поля и предполагая, что известен закон распределения можно в каждой точке получить соответствующее распределение. Строим соответствующую кривую математического ожидания для заданной величины и соотвляем границу предельных погрешностей. Причем, систематическую составляющую мы можем исключить из общей погрешности прибора, введением поправки. Мы знаем показания прибора, введем поправку и придем к статической характеристике прибора. Так работают образцовые приборы, которые используются в метрологической практике.

Класс точности средств измерения.

Характеризуется приведенной (относительной) погрешностью средств измерения.

Пусть х - измеряемая величина, а - абсолютная погрешность измеряемой величины. В результате градуировки в пределах измерения от х_min до x_max получим допустим какие-то показатели. Соединим полученные точки в пределах измерения. Выделим из них погрешность максимальную по модулю

Класс точности численно равен этой относительной приведенной погрешности, которая трактуется следующим образом:

Важнейшей характеристикой рабочих приборов (т.е. не служащих для передачи точности) является класс точности, т.к. в их паспорте не приводится статическая характеристика. Поэтому о величине погрешности измерений во всем диапазоне измерений приходится судить по величине |Δ_xmax|, этой характеристики в паспорте нет, следовательно, мы можем говорить, что погрешность измерения рабочим прибором не может превышать, т.е. выходить за это поле, которое определяется Δ_xmax. Отсюда качественное измерение рабочим прибором можно выполнять только в последних двух третях шкалы. При стремлении измеряемой величины к x_min относительная погрешность недопустимо возрастает и первая треть шкалы является нерабочей.

Выбор средств измерений.

Выбор средства измерения определяется измеряемой величиной, приня­тым методом измерения и требуемой точностью результата измерения.

Одну и ту же метрологическую задачу можно решить с помощью раз­личных измерительных средств, которые имеют не только разную стоимость, но и различные точность и другие метрологические показатели, а следователь­но, дают неодинаковые результаты измерения. Измерения с применением средств измерений недостаточной точности малоценны, даже вредны, так как могут быть причиной неправильных выводов. Применение излишне точных средств измерений экономически не выгодно. При выборе средств и метода из­мерений также учитывают диапазон измерений измеряемой величины, условия измерений, эксплуатационные качества средств измерений, их стоимость. Стремятся выполнить условие:

где

- суммарная погрешность измерения,

- предельная погрешность метода измерения,

∆_си - предельная погрешность средства измерения,

∆₀ - по­грешность оператора,

∆_усл - дополнительная погрешность условий измерения,

- допускаемая погрешность измерения.

Величина предельной погрешности средства измерения А_си будет опре­деляться выбранным средством измерения, а допускаемая погрешность измере­ний 8 зависит от допуска измеряемого параметра. Допускаемые погрешности измерения приняты следующими:

• для грубых допусков ;

• для остальных допусков ,

где Т- допуск контролируемого параметра, задаваемый конструктором.

Допускаемая погрешность измерения включает случайные и неучтенные систематические погрешности измерения. Предельная погрешность средства измерения должна быть меньше допускаемой погрешности измерений, т.е. ∆_си<, однако экономически нецелесообразно выбирать ∆_си менее 0,1 таб­личного допуска IT. Следовательно, точность средства измерения должна быть на порядок выше точности контролируемого параметра.

Лекция №21