определении границ погрешности Д следует учитывать и случайную, и систематическую составляющие. В этом случае вычисляют среднюю квадратичную погрешность результата как сумму неисключенной систематической погрешности и случайной составляющей

S S

Границы погрешности результата измерения в этом случае вычисляют по формуле

д = ±K-sz.

Коэффициент К вычисляют по эмпирической формуле

Е + 0

К=

9.Запись результата измерения. Результат измерения записывается в виде

X = X ± Д(г)

при доверительной вероятности Р, а при отсутствии сведений о виде функции распределения составляющих погрешности результаты измерений представляют в виде X , S — , n и 0 при определенной доверительной вероятности.

2.4.Классы точности средств измерений

Внастоящее время в повседневной практике при эксплуатации средств измерений принято нормирование метрологических характеристик на основе классов точности средств измерений. Под классом точности понимается обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точ

56

ности, выражаемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

Основная погрешность СИ определяется в нормальных условиях их применения. Дополнительная погрешность СИ — это составляющая погрешности СИ, дополнительно возникающая из-за отклонений какой-либо влияющей величины (температура и др.) от ее нормального значения.

Класс точности характеризует пределы погрешности средств измерений данного типа, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполненных с помощью этих средств. Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в нормативной документации.

Средства измерений должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к метрологическим характеристикам, установленным для присвоенного им класса точности.

Метрологические характеристики, определяемые классами точности, нормируют следующим образом.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей в зависимости от характера измерения погрешностей в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения средств измерений конкретного вида.

Пределы всех основных и дополнительных допускаемых погрешностей выражаются не более чем двумя значащими цифрами, при этом погрешность округления при вычислении пределов не должна превышать 5 %.

В зависимости от формы выражения погрешности классы точности могут обозначаются прописными буквами латинского алфавита (например, М, С) или римскими цифрами (I, II, III и т.д.) с добавлением условных знаков, смысл которых раскрывается в нормативнотехнической документации. При этом меньшие пределы погрешности должны соответствовать буквам, находящимся ближе к началу алфавита, или меньшими цифрами. Если же класс точности обозначается арабскими цифрами с добавлением какого-либо условного знака, то эти цифры непосредственно устанавливают оценку точности показаний средств измерений снизу.

Примеры обозначения классов точности в документации и на средстве измерений приведены в табл. 2.7.

57

2.5. Метрологические характеристики средств измерения

Важнейшими свойствами средств измерения и контроля являются свойства, от которых зависит качество получаемой с помощью этих средств измерительной информации.

Метрологическая характеристика средства измерения—это характеристика одного из свойств средства измерения, влияющая на результат измерений и его погрешность. Для каждого типа средств измерения устанавливают свои метрологические характеристики. Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативнотехническими документами, называют нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными метрологическими характеристиками.

ГОСТ 8.009-84 устанавливает комплекс нормируемых метрологических характеристик средств измерения. Ниже приведены комплексы, из которых осуществляется выбор.

Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки):

•функция преобразования измерительного преобразователя;

•значение однозначной или значения многозначной меры;

•цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;

•вид выходного кода, число его разрядов.

Характеристики погрешностей средств измерения:

• характеристики систематической и случайной составляющих погрешностей;

•вариация выходного сигнала средства измерения;

•характеристика погрешности средств измерения.

Характеристика чувствительности средств измерения к

влияющим на точность измерения величинам — это функция влияния или

изменения значений метрологических характеристик средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.

Динамические характеристики средств измерения подразделяют на полные и частные. К полным динамическим характеристикам относятся переходная, амплитудно-фазовая и импульсная характеристики, а также передаточная функция. К частным динамическим характеристикам отнесены время реакции, коэффициент демпфирования, постоянная времени и др.

Неинформативные параметры выходного сигнала средства изме-

рения — это параметры выходного сигнала, не используемые для передачи или индикации значения информативного параметра входного сигнала измерительного преобразователя или не являющиеся выходной величиной меры.

Характеристики влияния на инструментальную составляющую погрешности измерения (импедансные характеристики) отражают влияние характеристик СИ на инструментальную составляющую вследствие взаимодействия СИ с любым из подключенных к его входу или выходу компонентов.

Наиболее часто встречающиеся метрологические характеристики средств измерения, которые обеспечиваются определенными конструктивными решениями средств измерения и их отдельных узлов:

•цена деления шкалы—разность величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы средства измерения;

•длина (интервал) деления шкалы — расстояние между осями (или центрами) двух соседних отметок шкалы;

•начальное и конечное значения шкалы — соответственно наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, которые могут быть отсчитаны по шкале средства измерения;

•диапазон показаний средства измерения — область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы. Эту характеристику часто называют пределом показаний по шкале. Например, для индикаторов часового типа диапазон может составлять 2; 5 или 10 мм, для гладких микрометров 25 мм, для

59

оптиметра ±0,1 мм.

Диапазон измерения средства измерений, который часто называют пределами измерений средства измерений, — это область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения. Например, для гладких микрометров этот параметр составляет 0...25; 25...50; 50...75 мм и т.д., для большого инструментального микроскопа (БМИ) по оси X —

0. ..150 мм, по оси У—0...75 мм.

Способность средства измерений реагировать на изменения измеряемой величины называется чувствительностью. Она определяется отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Порог чувствительности средства измерения — характеристика средства измерения, выражаемая наименьшим значением изменения физической величины, начиная с которой может осуществляться ее измерение данным средством, т.е. наименьшим значением, обнаруживаемым при нормальном для данного средства способе отсчета. Эта характеристика важна при оценке малых перемещений.

Проявления (количественные или качественные) любого свойства реальных объектов образуют упорядоченные множества чисел или, в более общем случае, условных знаков, которые называют шкалами измерений.

Шкала физической величины — упорядоченная совокупность значений физической величины, служащая исходной основой для измерений данной величины.

Условная шкала физической величины — это шкала физической величины, исходные значения которой выражены в условных единицах.

Шкала измерений бывает пяти основных типов.

Шкала наименований. Примером такой шкалы может служить атлас цветов для идентификации оттенков цвета или экспертные оценки запахов.

Шкала порядка. Характерный пример — шкала твердости по Бринеллю. Твердость по ней определяют, с определенным усилием вдавливая в образец стальной закаленный шар, а числовое значение твердости вычисляют по отношению этого усилия к площади отпечатка на испытуемом материале.

Шкала интервалов. Она состоит из одинаковых интервалов и потому линейна. Например, температурные шкалы Цельсия и др.

60