Часть I. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

________________________________________________________________

2.2.ИСТОЧНИКИ АПРИОРНОЙ ИНФОРМАЦИИ

2.2.1. Опыт предшествовавших измерений

Если во время аналогичных измерений, выполнявшихся ранее одним и тем же лицом в таких же условиях и тем же самым средством измерений, были установлены неопределённость измерения и тот факт, что она не зависит от значения измеряемой величины, то с достаточной степенью уверенности можно полагать, что неопределённость будет оставаться такой же и при последующих измерениях, если квалификация измерителя не меняется, а средство измерений остаётся исправным.

Пример 8

Напряжение в электросети, измеренное одним вольтметром, оказалось равным 203 В, другим - 206 В. Какова неопределённость этих измерений, если опыт предшествовавших измерений теми же вольтметрами приведён в примере 1 ?

Решение. Стандартная неопределённость по типу А измерения1 первым вольтметром составляет 2,37 В; вторым - 4,9 В.

2.2.2.Классы точности средств измерений

Информация о неопределённости измерений, выполняемых в повседневной практике с помощью приборов конкретного типа, получается во время испытаний этих приборов с целью утверждения типа и содержится в обозначениях их классов точности2. Обозначения наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений, приводятся в нормативно-технических документах. В эксплуатационной документации на средство измерений, содержащей обозначение класса точности, должна быть ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности для этого типа средств измерений.

Обозначения могут быть в виде заглавных букв латинского алфавита (например, М, С и т.п.) или римских цифр (I, II, III, IV и т.д.) с добавлением условных знаков. Смысл таких обозначений раскрывается в нормативно-технической документации. Если же класс точности обозначается арабскими цифрами с добавлением какого-либо условного знака, то эти цифры позволяют прямо указать неопределённость, с которой устанавливается значение измеряемой величины.

1Термин “неопределённость измерения” является условным. Измерение - это процедура, последовательность действий, которые не имеют никакой неопределённости. Правильнее говорить “неопределённость показания”, “неопределённость результата измерения”, “неопределённость значения измеряемой величины” и т.п.

2Термин “класс точности” все еще распространен, хотя понятие точности не используется. По всей видимости, со временем он будет заменен на термин, связанный с неопределенностью. И уж, конечно, он является показателем качества не средства измерений, а измерительной информации.

17

И.Ф. Шишкин. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕТРОЛОГИЯ

________________________________________________________________

Для измерительных приборов с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой, нулевое значение входного (выходного) сигнала у которых находится на краю или вне диапазона измерений, обозначение класса точности арабской цифрой из ряда (1; 1,5; 1,6; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6) 10n, где n = 1, 0, -1, -2 и т.д., означает, что значение измеряемой величины не отличается от того, что показывает указатель отсчётного устройства, более чем на указанное число процентов от большего из пределов измерений. Эту ситуацию можно представить математической моделью и рассчитать неопределённость способом “В”.

Пример 91

Указатель отсчетного устройства вольтметра класса точности 0,5, шкала которого приведена на рис. 6, показывает 124 В. Чему равно измеряемое напряжение?

Рис. 6.

Лицевая панель вольтметра класса точности 0,5 с равномерной шкалой

Решение. Для указанного прибора измеряемое напряжение не может отличаться от того, что показывает указатель, больше чем на 1 В. Следовательно, измеряемое напряжение равно 124 В со стандартной неопределенностью типа В 0,58 В.

Если при тех же условиях нулевое значение находится внутри диапазона изме-

рений, то значение измеряемой величины не отличается от того, что показывает указатель, больше чем на соответствующее классу точности число процентов от большего из модулей пределов измерений.

1 В примерах 9…14 предполагается, что остальными факторами, влияющими на результат измерения, можно пренебречь.

18

Часть I. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

________________________________________________________________

Пример 10

Указатель отсчетного устройства амперметра класса точности 1,5, шкала которого показана на рис. 7, остановился на отметке 4 А. Чему равна измеряемая сила тока?

Рис. 7.

Лицевая панель амперметра класса точности 1,5 с равномерной шкалой

Решение. Для указанного прибора измеряемая сила тока не может отличаться от той, которую показывает указатель, более чем на 0,3 А. Поэтому измеряемая сила тока равна 4 А со стандартной неопределенностью типа В 0,17 А.

У средств измерений с установленным номинальным значением отличие значе-

ния измеряемой величины от того, что показывает указатель, не может превышать соответствующего числа процентов от номинального значения.

Пример 11

Указатель отсчетного устройства частотомера класса точности 0,2 с номинальной частотой 50 Гц, шкала которого приведена на рис. 8, показывает 54 Гц. Чему равна измеряемая частота?

Рис. 8.

Лицевая панель частотомера класса точности 0,2 с номинальной частотой 50 Гц

Решение. У такого прибора измеряемая частота не может отличаться от той, что показывает указатель отсчетного устройства, больше чем на 0,1 Гц. Следовательно, измеряемая частота равна 51,4 Гц со стандартной неопределенностью типа В 0,058 Гц.

19

И.Ф. Шишкин. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕТРОЛОГИЯ

________________________________________________________________

В других случаях, когда классы точности обозначаются цифрами из приведенного выше ряда, следует обращаться к стандартам на средства измерений этого вида.

Обозначение классов точности цифрами из того же ряда предпочтительных чисел может сопровождаться применением дополнительных условных знаков. Так, например, отметка снизу ( 0,5; 1,6; 2,5 и т.п.) означает, что у измерительных приборов

этого типа с существенно неравномерной шкалой значение измеряемой величины не может отличаться от того, что показывает указатель отсчетного устройства, больше, чем на указанное число процентов от всей длины шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений.

Пример 12

Указатель отсчетного устройства фазометра класса точности 0,5 по верхней шкале на рис. 9

показывает 39,5 0. Чему равен угол сдвига фазы между током и напряжением в электрической цепи?

Рис. 9.

Лицевая панель фазометра класса точности 0,5 с существенно неравномерной нижней шкалой

Решение. В данном случае угол сдвига фазы между током и напряжением не может отличаться от значения, которое показывает указатель, более чем на 0,5 0. Следовательно, сдвиг фазы между током и напряжением в электрической цепи равен 39,5 0 со стандартной неопределенностью типа В 0,3 0.

Заключение цифры в окружность (например , , , и т. д.) означает, что проценты исчисляются непосредственно от того значения, которое показывает указатель.

20

Часть I. ОБЩАЯ ТЕОРИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

________________________________________________________________

представленной на рис. 10, показывает 40 МОм. Чему равно измеряемое сопротивление?

Решение. При таком обозначении класса точности измеряемая величина не может отличаться от значения, которое показывает указатель, более, чем на 2,5 %. Поэтому измеряемое сопротивление равно 40 МОм со стандартной неопределенностью типа В 0,57 МОм.

Иногда обозначение класса точности дается в виде дроби, например, 0,02/0,01. Это означает, что измеряемая величина не может отличаться от значения X, показанно-

знаменатель в обозначении класса точности, а Хk — больший (по модулю) из пределов измерений.

Пример 14

Указатель отсчетного устройства ампервольтметра класса точности 0,02/0,01 со шкалой, приведенной на рис. 11, показывает — 25 А. Чему равна измеряемая сила тока?

Рис. 11.

Лицевая панель ампервольтметра класса точности 0,02/0,01 с равномерной шкалой

21