Прикладные вопросы электрических измерений. Учебное пособие

Приведенная погрешность средства измерений

определяет уровень его абсолютной погрешности Х на фоне некоторого нормирующего значения ХН :

γ= DХ ×100% .

ХН

Для меры нормирующим значением является ее номинальная величина. Следовательно, для меры значения приведенной и относительной погрешностей совпадают.

Для измерительных преобразователей, цифровых и стрелочных приборов с линейной функцией преобразования нормирующим значением является их верхний предел измерения Хmax . Поэтому для измерительных преобразователей

21

1.4.2. Динамические характеристики средств электрических измерений

Амплитудно-частотная характеристика определяет зависимость амплитуды Хвых выходного сигнала средства измерений от частоты ωвх воздействующего на него входного сигнала

Хвых = f (ωвх ) .

При этом амплитуда входного сигнала должны быть постоянной.

По амплитудно-частотной характеристике устанавливают рабочий диапазон частот ω раб средства измерений, т.е. диапазон, в котором частота входного сигнала не влияет на амплитуду выходного сигнала средства измерений. Снижение уровня выходного сигнала средства измерений в зоне высоких частот обусловлено инерционностью его составных элементов.

Вид амплитудно-частотной характеристики (рис. 1.4,а) реального средства измерений зависит от степени успокоения колебательных процессов в его составных элементах. При уменьшении степени успокоения возникают резонансные явления на верхней границе рабочего диапазона частот, в результате чего на характеристике появляется соответствующий всплеск. При увеличении степени успокоения спад амплитуды выходного сигнала начинается при меньших значениях частоты входного сигнала. Указанные изменения

22

1.4.3. Классы точности средств измерений

Согласно ГОСТ 8.401-80 класс точности – это обобщенная характеристика, определяющая предельно допустимые границы полосы погрешностей средств измерений. Например, у показывающих электроизмерительных приборов класс точности помимо основной погрешности включает также вариацию показаний, а у мер электрических величин – величину нестабильности (процентное изменение значения меры в течение года). Класс точности не является непосредственной характеристикой точности измерений, поскольку точность измерений зависит от целого ряда факторов (метода измерений, взаимодействия средства измерения с объектом, условий измерения и т.д.).

ГОСТ 8.401-80 устанавливает способынормирования классов точности на основании следующих положений:

∙ в качестве норм служат пределы допускаемых погрешностей, включающие в себя систематические и случайные составляющие (это свидетельствует о необходимости разрабатывать средства измерений с учетом однократного отсчета показаний по величине общей погрешности);

∙основная осн и все виды дополнительных доп

погрешностей нормируются порознь (это направлено на обеспечение максимальной однородности однотипных средств измерений).

25

Определяя класс точности, нормируют прежде всего пределы допускаемой основной погрешности осн. Переделы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного (кратного) значения [ осн].

Цифра класса точности, установленная для основных погрешностей, указывается на шкале прибора, для дополнительной погрешности – в паспорте прибора.

Классы точности присваивают средствам измерений при их разработке по результатам государственных приемочных испытаний. Если средства измерений предназначены для измерения одной и той же физической величины, но в разных диапазонах, или для измерения разных физических величин, то этим средствам измерений могут присваиваться разные классы точности как по диапазонам, так и по измеряемым физическим величинам.

В эксплуатации средства измерений должны соответствовать этим классам точности. Однако, при наличии соответствующих эксплуатационных требований класс точности, присвоенный на производстве, в эксплуатации может понижаться.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешности выражают в форме абсолютной, относительной или приведенной погрешностей. Способ выражения класса точности зависит от характера изменения погрешностей по диапазону измерения, назначения и условий применения средств измерений.

Если погрешность результатов измерений в данной области измерений принято выражать в единицах

26

буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности. Например, средство измерений класса С более точно, чем средство измерений класса М. То есть число – условное обозначение и не определяет значение погрешности.

Класс точности через относительную погрешность СИ назначается двумя способами.

Если погрешность СИ имеет в основном мультипликативную составляющую, то пределы допускаемой основной относительной погрешности устанавливают по формуле

Так обозначают классы точности мостов переменного тока, индукционных счетчиков электроэнергии, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и др.Для отличия такого способа нормирования цифра класса точности на шкале средства измерения обводится кругом,

например .

Классы точности средств измерений, полоса погрешностей которых носит аддитивномультипликативный характер (см. рис. 1.2, в), нормируют по ее составным частям:

28

а) и числитель, и знаменатель являются постоянными величинами. Следовательно, цифра класса точности также будет иметь постоянное значение, что позволяет достаточно просто оценивать возможности средств измерений с различными классами точности. Например, если два вольтметра имеют предел абсолютной погрешности U max = ±0,91В, то указать какой из них

точнее сразу нельзя. Для этого необходимо знать их верхние пределы измерения, и уже на их фоне можно оценить уровень указанной погрешности. Так, если один

формуле приведенной погрешности зависит, как отмечено в разделе 1.4.1, от вида функции преобразования средства измерения. Для отличия этих особенностей введены различные обозначения классов точности на шкалах соответствующих средств измерений. При линейной функции преобразования цифра класса точности дается без каких-либо дополнительных обозначений (например

30