1 Расчетно-графическая работа №1. Способы числового выражения погрешностей средств измерений

Цель работы: изучение способов расчета абсолютных, относитель-ных, приведенных основных и дополнительных погрешностей средств измерений.

1.1 Задание №1

Учет всех нормируемых метрологических характеристик средства измерений (СИ) при оценивании погрешности результата измерений, как вид­но, сложная и трудоемкая процедура, оправданная при измерениях по­вышенной точности. При измерениях на производстве, в обиходе такая точность не всегда нужна. В то же время, определенная информация о возможной инструментальной составляющей погрешности измерения необходима. Такая информация дается указанием класса точности сред­ства измерений.

Класс точности – обобщенная метрологическая характеристика (МХ), определяемая пределами основной и дополнительных допускаемых погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность. Класс точности - величина безразмерная.

Классы точности присваивают сред­ствам измерений при их разработке на основании исследований и испы­таний представительной партии средств измерения данного типа. При этом пределы допускаемых погрешностей нормируют и выражают в форме абсолютных, приведенных или относительных погрешностей, в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазо­на измерений.

От условий применения СИ различают следующие погрешности:

1) основная погрешность СИ - погрешность СИ, используемого в нормальных условиях (Н.У.). Под Н.У. применения СИ понимаются условия, при которых влияющие величины (температура окружающего воздуха, барометрическое давление, влажность, напряжение питания, частота тока и т.д.) имеют нормальные значения или находятся в пределах нормальной области значений, а также определенное пространственное их положение, отсутствие вибрации, внешнего электромагнитного поля, кроме земного магнитного поля. Н.У. обычно не являются рабочими условиями применения СИ;

2) под пределом допускаемой дополнительной погрешности понимается наибольшая дополнительная погрешность, вызываемая изменением влияющей величины в пределах расширенной области значений (РОЗ), при которой средство измерений может быть признано годным и допущено к применению. В стандартах или технических условиях для каждого вида СИ устанавливают расширенную область значений влияющих величин, в пределах которой значение дополнительной погрешности не должно превышать установленных пределов. Терминам основная и дополнительная погрешности соответствуют фактические погрешности СИ, имеющие место при данных условиях.

От формы представления погрешности различают абсолютную, относительную и приведенную погрешности СИ.

Абсолютная погрешность измерительного прибора – разность между показаниями прибора и действительным значением измеряемой величиной

, (1.1)

определяется с помощью образцового прибора или воспроизводится мерой.

Относительная погрешность измерительного прибора – отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к действительному значению измеряемой величины

(1.2)

Приведенная погрешность измерительного прибора - отношение абсолютной погрешности измерительного прибора к нормирующему значению измеряемой величины

. (1.3)

В качестве нормирующего значения используется верхний предел измерения или диапазон измерений измерительного прибора.

Для рассматриваемого способа нормирования погрешностей средств измерений предел допускаемой основной погрешности показаний , выраженный в процентах нормирующего значения, совпадает с числом, принимаемым для обозначения класса точности средств измерений. Таким образом, исходя из того, что класс точности численно равен приведенной погрешности, выраженной в процентах, то предел допускаемой основной абсолютной погрешности показаний определяют по формуле

. (1.4)

Дополнительные погрешности средств измерений или изменение показаний измерительных приборов, вызываемые изменением i –ой влияющей величины на нормированное отклонение (или в пределах расширенной области), выражаются в виде приведенной погрешности в процентах нормирующего значения и определяются по формуле

, (1.5)

где предел допускаемой дополнительной погрешности, %;

- показание прибора или значение выходного сигнала преобразователя в данной точке шкалы (диапазона преобразования);

- показание прибора или значение выходного сигнала преобразователя в данной точке шкалы (диапазона преобразования) при нормальном значении или нормальной области значений влияющей величины (принимается за действительное значение).

Если в стандарте или монтажно-эксплуатационной инструкции указывается, что измерительный прибор предназначен для применения в рабочих условиях в расширенной области значений влияющей величины (РОЗ), это означает, что предел допускаемой дополнительной погрешности в пределах этой области нормирован.