- •Основы метрологии и измерительной техники
- •1.1. Измерение
- •1.1.1. Физическая величина
- •1.1.2. Виды средств измерений
- •1.1.3. Виды и методы измерений
- •1.2. Единство измерений
- •1.2.1. Единицы физических величин
- •Основные и дополнительные единицы физических величин
- •1.2.2. Стандартизация
- •1.2.3. Эталоны
- •1.3. Точность измерений
- •1.3.1. Погрешность результата измерения
- •1.3.2. Погрешности средств измерений
- •1.3,3. Классы точности средств измерений
- •Формы задания классов точности
- •1.3.4. Основная и дополнительная погрешности
- •1.3.5. Методическая погрешность
- •1.3.6. Погрешность взаимодействия
- •1.3.7. Динамическая погрешность
- •1.3.8. Субъективная погрешность
- •1.4. Обработка результатов измерений
- •1.4.1. Обработка прямых измерений
- •1.4.2. Многократные прямые измерения
- •1.4.3. Обработка косвенных измерений
- •1.4.4. Расчет погрешности результата косвенного измерения
Формы задания классов точности
-
Вариант
Форма представления
Формула
1
Предел основной абсолютной погрешности
Δп = ±а
2
Предел основной приведенной погрешности, %
γп = Δ/Хн ·100 = ± р
3
Предел основной относительной погрешности, %
δп= Δ/ХД ·100 = ± q
4
Предел основной абсолютной погрешности
Δп = ±(а + bХ)
5
Предел основной относительной погрешности
δп = ±[c + d (Xк /X –1)]
На рис. 1.9 приведена графическая иллюстрация разных способов задания классов точности. На рис. 1.9, а приведены варианты 1 и 2, на рис. 1.9, б приведен вариант 3, на рис. 1.9, в и рис. 1.9, г – соответственно варианты 4 и 5 из табл. 1.6. Для упрощения изображения на рис. 1.9 показаны не симметричные коридоры предельных значений погрешностей, а лишь их модули.
Классы точности простых измерительных приборов невысокой точности, например, щитовых стрелочных вольтметров, задаются пределом основной приведенной погрешности (вариант 2 из табл. 1.6). Для самопишущих приборов характерным является задание класса точности пределом основной относительной погрешности (вариант 3 из табл. 1.6). Для СИ средней и высокой точности применяются варианты 4 и 5 из табл. 1.6. Например, для мостов, компенсаторов, цифровых измерительных приборов, как правило, используется вариант 5 из табл. 1.6. Наиболее распространенной во всем мире (и одновременно наиболее понятной) формой задания погрешностей для современных цифровых СИ является вариант 4 из табл. 1.6.
При этом предел основной абсолютной погрешности Δп содержит и аддитивную (±а), и мультипликативную (±bХ) составляющие:
Δп = ±(a + bX),
где X– значение измеряемой величины; а и b – постоянные коэффициенты.
а б в г
Рис. 1.9. Графическая иллюстрация разных способов задания классов точности
На рис. 1.10, а приведена графическая иллюстрация аддитивной, мультипликативной составляющих и суммарной погрешности, представленных в абсолютном виде, а на рис. 1.10, б – иллюстрация этих составляющих и суммы, представленных в относительном виде.
а б
Рис. 1.10 Аддитивная, мультипликативная и суммарная погрешности в абсолютном (а) и относительном (б) виде
Форма задания класса точности пределом абсолютной погрешности, содержащей аддитивную и мультипликативную составляющие, может иметь несколько вариантов записи. Например, класс точности цифрового термометра может быть задан следующим образом:
Δп = ±(0,5 % результата + 2 единицы МЗР),
где МЗР – младший значащий разряд.
Здесь первое слагаемое – это мультипликативная погрешность, а второе – аддитивная.
Другой пример – цифровой мультиметр в режиме измерения переменных напряжений имеет класс точности, определяемый выражением
Δп = ±(1,0 % результата + 0,5 % диапазона измерения).
Для зарубежной аппаратуры (и для англоязычной литературы) характерна такая форма записи класса точности
Δп =±( аFS +bR),
где FS (Full Scale) – верхнее значение диапазона измерений; R (Reading) – результат измерения (отсчет); a, b – постоянные коэффициенты.