Метрология лаба на компе Класс точности

За результат однократного измерения принимают показания средства измерения. Результирующая погрешность однократного измерения в общем случае зависит от целого ряда факторов, в частности, от инструментальной и методической составляющих погрешности, влияния внешних воздействий и т. д. На практике однократные измерения всегда стремятся организовать так, чтобы результирующая погрешность определялась главным образом инструментальной составляющей погрешности. В таком случае погрешность измерений оценивают исходя из класса точности выбранного средства измерений.

Класс точности средств измерений – 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

Правила построения и примеры обозначения классов точности в документации и на средства измерений приведены в таблице 1

Таблица 1

Форма выражения погрешности	Формула для определения пределов погрешности	Обозначение класса точности
		на средствах измерения	в нормативной документации
приведённая	γ = = ±p	p	Класс точности p
относительная	δ = = ± q	q	Класс точности q
относительная	δ =		Класс точности
где Δ – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины; х – значение измеряемой величины на входе (выходе) средств измерений или число делений, отсчитанных по шкале; γ – пределы допускаемой приведенной основной погрешности, %; XN – нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и Δ; р – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда 1·10n; 1,5·10n; (1,6·10n); 2·10n ; 2,5·10n ; (3·10n ); 4·10n ; 5·10n ; 6·10n; ( n = 1, 0, –1, –2, и т. д.). Значения, указанные в скобках, не устанавливают для вновь разрабатываемых средств измерений. Нормирующее значение XN для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой если нулевое значение входного (выходного) сигнала находится на краю или вне диапазона измерений, следует устанавливать равным большему из пределов измерений или равным большему из модулей пределов измерений, если нулевое значение находится внутри диапазона измерений. Для электроизмерительных приборов с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений нормирующее значение допускается устанавливать равным сумме модулей пределов измерений; δ – пределы допускаемой относительной основной погрешности, %; q – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда, приведенного для р; ХK – больший (по модулю) из пределов измерений; с, d – положительные числа, выбираемые из ряда, приведенного для р.

Пример 1. Указатель отсчетного устройства вольтметра класса точности 0,5, шкала которого приведена, показывает 120 В. Представить результат однократного измерения (шкала равномерная).

Для указанного прибора нормирована приведенная погрешность. Предел измерений U_k = 200 В. Следовательно, учитывая, что класс точности выражается в процентах, находим:

Δ = = = 1 В.

Искомое напряжение U = (120 ± 1) В.

Пример 2. Указатель отсчетного устройства омметра класса точности 2 с равномерной шкалой показывает 100 Ом. Чему равно измеряемое сопротивление?

При таком обозначении класса точности измеряемая величина не должна отличаться от значения, которое показывает указатель, более чем на 2 %:

Δ = = = 2 Ом.

R = (100 ± 2) Ом.

Пример 3. Указатель отсчетного устройства цифрового ампервольтметра класса точности 0,02/0,01 показывает 25 А. Чему равна измеряемая сила тока?

Для прибора с классом точности 0,02/0,01 при определении погрешности измерений используется формула , где с и d — соответственно числитель и знаменатель в обозначении класса точности; Х_k — предел измерений; Х — показание прибора. Тогда (учитывая, что относительная погрешность, определяемая через класс точности, выражается в процентах)

Δ = = 0,0075 А

I =(25,0000 ±0,0075) А.

Пример 4. Выбрать вольтметр для измерения сетевого напряжения 220 В с относительной погрешностью, не превышающей 1 %. Записать результат измерений, если прибор показал 230 В, измерение проводили в нормальных условиях и методическая погрешность была пренебрежимо мала.

Выбираем вольтметр с нижним пределом шкалы 0 В и верхним пределом 300 В. Для того чтобы относительная погрешность измерения не превысила δ = ± 1 % необходимо, чтобы модуль абсолютной погрешности измерения не превысил ΔU = ± 2.3 В. Поскольку погрешность измерений определяется только инструментальной погрешностью средства измерений, получаем, что модуль приведённой погрешности средства измерений не может превысить

γ = ΔU 100 / U_k = 2,3 · 100 / 300 = 0,77 %, что соответствует классу точности 0,8. Приборы такого класса точности не выпускаются, поэтому выбираем вольтметр класса точности 0,5.

Результат измерений запишется в виде U = (230,0 ± 1,5) В.

При проведении однократных измерений всегда стремятся поддерживать нормальные условия и выбрать такой способ измерений, чтобы методическая погрешность и субъективные погрешности оказывали минимальное воздействие на результат. Если, тем не менее, условия измерений отличаются от нормальных, в результат измерения вносят поправки, учитывающие погрешности, обусловленные воздействием влияющих величин. При выполнении данной работы следует предполагать, что условия измерений нормальные, а методические и субъективные погрешности пренебрежимо малы.

При проведении косвенных измерений погрешность определяется по результатам прямых измерений.

Если величины X и Y измерены с абсолютными погрешностями ΔX и ΔY, соответственно. Измеряется величина Z, определяется по зависимости

Z = F(X₁, X₂, … Xn). В этом случае для оценки предела абсолютной погрешности можно использовать выражение:

ΔZ =.