Метрологія / КонЛекМетр / TEMA_4

ТЕМА4: ОСНОВНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАННЯ.

КЛАСИ ТОЧНОСТІ ПРИЛАДІВ

Будь-який вимірювальний прилад повинен мати визначені характристики, які забезпечують отримання можливо більш точних результатів вимірювання. До них відносяться:

1. Можливість вимірювання тієї чи іншої фізичної величини у прийнятих одиницях вимірювання.

2. Діапазон вимірів приладу – різниця між найбільшим та найменшим значеннями величин, які можуть вимірюватися з вимагаємою точністю.Найбільше та найменше значення діапазону вимірювань називають відповідно нижньою та верхньою границями вимірювань.

3. Точність вимірів – ступінь наближеності результату вимірювання до його справжнього значення.

Точність вимірювання аналогових приладів характеризується похибками засобів вимірювань :

а ) абсолютна похибка засобів вимірювань :

де А_х – виміряне значення;

А_о – дійсне значення.

б) поправка – величина, яка дорівнює абсолютній похибці з протилежним знаком :

в) відносна похибка – відношення абсолютної похибки до дійсного значення, взяте у відсотках:

Дуже часто в знаменнику для відносної похибки замість А_о беруть А_х і тоді відносна похибка:

що доцільно, оскільки значення А_х відоме, а різниця між обома виразами для відносної похибки є дуже малою величиною і тим меншою, чим менша абсолютна похибка вимірювання;

г) зведена похибка – відношення абсолютної похибки до нормованого значення, взяте у відсотках :

де А_Ν – нормоване значення.

Нормоване значення для приладів з нулем із одного боку шкали дорівнює кінцевому значенню діапазона. Для шкал з нулем всередині шкали – арифметичній сумі по модулю граничних значень діапазону;

д) варіація — різниця між значеннями вимірюваноі величини при прямому та зворотньому ході стрілки приладу:

Варіація виникає внаслідок недосконалості механічної частини приладу: тертя в опорах, зазорів, люфтів;

е) зведена варіація – відношення варіаціі до нормованого значення, взяте у відсотках :

Для визначення класа точності прилада розраховують зведену похибку і зведену варіацію в кожній оціфрованій точці шкали. Вибірають найбільше одержане значення і порівнюють зі стандартною шкалою класів точності приладів:

0.05; 0.1; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 5.0

Класом точності вважається найближче більше число з цієі шкали.

Для цифрових приладів абсолютна похибка підраховується як і для аналогових :

Відносна похибка цифрових приладів підраховується за формулою :

де с – величина , яка чисельно дорівнює зведеній похибці цифрового приладу;

d – безрозмірний коефіціент, який вибирається із ряду

при n = 1,2,3,…

Класи точності цифрових приладів задаються у вигляді дробу :

c/d ,

причому завжди с/d >1.

4. Швидкодія приладів визначається часом установлення показань. Відлік показань приладу можна робити тільки після приходу рухомої системи в стале положення, тому різні прилади мають різну швидкодію.

Згідно стандарту швидкодія приладу визначається максимальним числом вимірів в одиницю часу, яке може бути зроблено з нормованою точністю.

5. Чутливість прилада – це його реакція на вхідний сігнал. Визначається як співвідношення похідної виходного сигналу до похідної вхідного:

S = dY / dX .

Вживають також поняття відносної чутливості, як відношення відносної зміни вихідної величини до відносної зміни вхідної величини:

.

Для стрілкових приладів чутливість визначається як похідна кута відхилення рухомої частини α по величини Х, яка вимірюється:

S = dα /dx ,

де d — кут відхилення стрілки.

Поняття „чутливість” не слід ототожнювати з поняттям „поріг чутливості”. Поріг чутливості для приладів – мінімальне значення вхідного сигналу, при якому відбувається помітна зміна вихідного сигналу.

6. Вид рівняння шкали. Визначається статичною характеристскою пристрою. Шкали бувають: лінійні (рівномірні) та квадратичні (нерівномірні). Більш зручними у використанні є прилади з лінійними шкалами. Такі прилади не мають зони нечутливості – зони, обмеженої на шкалі чорною крапкою, у якій не зберігається вказаний клас точності.

7. Метрологична надійність приладу – визначає ймовірність отримання певних результатів за допомогою прилада на протязі даного часу.

Це поняття зв’язують не з явними відмовами (механічна поламка, втрата працездатності), а з прихованими відмовами, під якими у даному випадку належить розуміти вихід похибки вимірювання за межі встановленого допуска при збереженні загальної працездатності прилада.

Метрологична надійність визначає частоту міжповірочних інтервалів.

8. Ряд загальних вимог до прилада: вага, габарити, технологічність виготовлення, вартість, ремонтоздатність, зручність в експлуатації.