7.7. Классы точности средств измерений

Точность СИ – характеристика качества СИ, отражающая близость его погрешности к нулю. Класс точности СИ – это обобщенная характеристика данного типа СИ, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Следует подчеркнуть, что класс точности даёт возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность СИ данного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью каждого из этих средств. Классы точности на СИ конкретного типа, как правило, устанавливают в стандартах, технических условиях или других НД. Общие требования к установлению классов точности СИ изложены в государственном стандарте ГОСТ 8.401—80 «Классы точности средств измерений. Общие требования». Этот стандарт имеет ограниченное применение, в частности, он не распространяется на СИ, для которых необходим учет динамических погрешностей, а также на СИ, для которых отдельно нормируются случайная и систематическая погрешности.

Примечание. Несмотря на то, что ГОСТ 8.009-84 не предусматривает нормирование точности СИ, оценка качества СИ с помощью классов точности СИ широко используется на практике. Отчасти это обусловлено исторически. Однако, хотя класс точности СИ (или точность СИ) не является показателем точности (погрешности) измерений, при применении данного СИ его часто используют для оценки результатов однократных измерений в соответствии с утвержденными МВИ данного вида измерений.

Классы точности устанавливаются в зависимости от уровня основной погрешности. Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности могут быть постоянны (аддитивная погрешность):

, (7-16)

либо зависеть от измеряемой величины х (аддитивная погрешность плюс мультипликативная погрешность):

(7-17)

где , а и х выражаются в единицах измеряемой величины, в – безразмерно.

Пределы допускаемых приведенных погрешностей, как правило, выражают в относительных единицах

, (7-18)

где – нормируемое значение шкалы СИ, например конечное значение шкалы или номинальное значение измеряемой ФВ. В общем случае величинаустанавливается документацией на СИ. Относительная приведенная погрешность выбирается из ряда чисел:

,

где и т.д.

Класс точности обычно выражают в процентах. Например, класс точности 0,1 соответствует относительной погрешности 0,001.

Для обозначения класса точности СИ, у которых аддитивная и мультипликативная погрешности соизмеримы, нормируется предел допускаемой относительной погрешности.

,

где – конечное значение диапазона измерений;с = b+d, – положительные постоянные члены. Смысл такого представления относительной погрешности будет понятен, если определитьв характерных точках шкалы СИ: прит.е. в точке, соответствующей половине диапазона измеренийа прит.е. пределу допускаемой относительной погрешности в том случае, когда показания прибора максимальны.

Числа, обозначающие с и d, выбирают из того же ряда p и класс точности обозначают как отношение Например, если класс точности обозначен 0,02/0,01, то это соответствует следующей записи относительной погрешности:

.

Дополнительные погрешности нормируются раздельно для каждой функции влияния и в таком же виде, как и основная погрешность.

Другие особенности присвоения классов точности СИ, а также связанные с ними вопросы графического обозначения классов точности приведены в ГОСТ 8.401—80, также в работе [2].

Пример 7-2. Определить класс точности амперметра с конечным значением шкалы I_K = 1,0 мА для измерения тока в диапазоне от 0,2 до 1,0 мА так, чтобы относительная погрешность не превышала 1%.

Относительная погрешность определяется в соответствии с соотношением (7-18), где x_N — конечное значение шкалы равное 1,0 мА. Чтобы относительная погрешность при измерении тока величиной 0,2 мА не превышала 1 %, погрешность измерения тока величиной 0,2 мА должна быть (0,2/1,0)^.1 % = 0,2 %. Таким образом, класс точности амперметра должна быть 0,2.