12.2 Контрольно-вимірювальні прилади

Вимірювання - визначення значення фізичної величини дослідним шляхом з допомогою спеціальних технічних засобів порівнянням вимірювальної величини з наперед вибраною одиницею або еталоном. Встановленням одиниць, відтворенням їх у вигляді еталонів, розробкою методики точних вимірювань займається наука метрологія.

Одиниці, розмір яких встановлюється незалежно від інших одиниць, називають основними. За міжнародною системою SI встановлені такі основні: метр - одиниця довжини, кілограм - одиниця маси, секунда - одиниця часу, кельвін - одиниця температури, ампер - одиниця сили електричного струму, кандела - одиниця сили світла, моль - одиниця кількості речовини. Всі інші одиниці - похідні.

Важливим розділом метрології являється визначення погрішностей засобів вимірювань і встановлення їх придатності до використання. Погрішність засобу вимірювання - відхилення його показань від дійсного значення вимірюємої величини. Якість вимірювальних приладів визначається погрішністю. В залежності від значень найбільших допускаємих погрішностей певного приладу йому присвоюють певний клас точності, який вказують у документації і на приладі (на корпусі або шкалі) у вигляді чисел або літер. Ці умовні позначення залежать від способу математичного вираження погрішностей. За способом вираження погрішності бувають :

• абсолютна погрішність (и) приладу - різниця між показанням приладу і дійсним значенням вимірюваної величини (в одиницях вимірюваної величини або діленнях шкали приладу). Клас точності умовно позначають літерами, інколи з додаванням цифр (К, М, К-І, К-II тощо). Чим далі літера від початку алфавіту і чим менша цифра, тим вище клас точності. Інколи клас точності позначають Кл1, Кл2, Кл3 ...або просто 1, 2, 3;

• відносна погрішність () приладу – співвідношення абсолютної погрішності приладу до дійсного значення вимірювальної величини (Х_Д) виражене у відсотках : д= ^Ди_ХD· 100. Клас точності умовно позначають дробом 0,02/0,01), або одним числом (0,5), або літерою (С), вид позначення залежить від способу визначення відносної погрішності;

• приведена погрішність приладу – співвідношення абсолютної погрішності до нормуючого значення (Хи) (наприклад діапазона шкали). Точність вимірювань не залежить від показань приладу (значень вимірюємої величини).клас точності позначають числом:0,25; 0,4; 0,5;0,6; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Умовні позначення класів точності у документації та на засобах вимірювання можуть відрізнятись. Наприклад:

Позначення класу точності		Вираження граничних допускаємих погрішностей
У документації	На засобі вимірювання
М 0,5 0,02/0,01 1,5 1,5 С	М 0,5 0,02/0,01 1,5 1,5 С	В одиницях вимірюємої величини. У відсотках від вимірюваної величини: д = ± 0,5%. У відсотках від значення: д = ±[0,02+0,01(ХК/ХИ – 1)] % де ХК – кінцеве значення діапазону вимірювання; ХИ – значення вимірюваної величини ( показання приладу). У відсотках від нормуючого значення. У відсотках від нормуючого значення, але в одиницях довжини шкали, або її частини. За графіком, таблицею або формулами.

Крім класів точності важливими характеристиками приладів, що вказують у паспорті та іншій документації, є діапазон вимірювань, ціна ділення шкали, швидкодія тощо. Їх класифікують за такими ознаками:

• метрологічним : робочі (для практичного використання), зразкові (для градуювання і перевірки як робочих так і зразкових засобів вимірювання нижчої точності). За точністю їх поставляють 1, 2, 3 розрядів та еталони. Еталони мають найвищу, для даного рівня техніки, точність і відтворюють одиниці величин);

• принципу дії (який фізичний закон або явище використовується для досягнення результату вимірювання). Цей принцип часто входить у назву засобу вимірювання: термометр рідинний, манометр пружинний тощо);

• за способом отримання числового значення : аналогові (відраховують по шкалі), цифрові (мають цифрове табло), самописці тощо;

• в залежності від виду вимірювання : для вимірювання температури, тиску, електричних величин тощо.

На вимірювальні прилади наносять умовні позначення умов експлуатації та принципу дії (табл. 12.3).

Таблиця 12.3