2.2. Метрологические характеристики средств измерений

Технические характеристики средств измерений, оказывающие влияние на результаты измерений, называются метрологическими характеристиками. От их точности и стабильности во времени зависит, в конечном счете, точность измерений. Нормируемыми характеристиками называются те метрологические характеристики, которые устанавливаются на средства измерения нормативно-технической документацией.

Функция преобразования (уравнение преобразования) прибора – это зависимость между выходным сигналом (показанием прибора) и входным сигналом (измеряемой величиной). Идеальная функция преобразования должна представлять линейную зависимость, однако у некоторых приборов (и преобразователей) она может быть нелинейной.

Чувствительность измерительного прибора характеризует его способность реагировать на изменения входного сигнала. Она представляет собой отношение изменения выходного сигнала к вызвавшему это изменение изменению входного.

У аналоговых приборов чувствительность выражают как отношение изменения положения указателя в делениях шкалы к изменению входной величины

. (2.1)

Часто вместо чувствительности используют обратную ей величину – постоянную прибора или цену деления:

. (2.2)

Для приборов с линейной функцией преобразования чувствительность и цена деления – постоянные величины ( , ). Такие приборы имеют равномерные шкалы. Чувствительность и цена деления – величины размерные, например у амперметров S – дел./А; С – А/дел.

Порог чувствительности – изменение входного сигнала, вызывающее такое изменение показания, которое может быть обнаружено оператором. Он определяет разрешающую способность измерительного прибора.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допустимые погрешности. Эта область ограничена пределами измерений: нижним и верхним. Диапазон измерений может состоять из нескольких поддиапазонов.

Показание прибора – значение величины, определяемое по его отсчетному устройству и выраженное в единицах измерения этой величины. Диапазон показаний может не совпадать с диапазоном измерений. В частности, у аналоговых приборов с неравномерными шкалами начальный и конечный участки шкалы могут быть нерабочими, т. к. величины погрешностей на этих участках бывают не нормированы.

Потребляемая мощность. Все средства измерения потребляют от объекта измерения некоторую мощность. Малое значение этой мощности во всех случаях является достоинством средства измерения, поскольку, если объект измерения маломощный, его включение приводит к изменению режима объекта и снижению точности.

Область рабочих частот – полоса частот, в пределах которой погрешность, вызванная измерением частоты входного сигнала, не превышает установленного предела.

Быстродействие – это время, затраченное на одно измерение. У аналоговых приборов оно определяется временем установления показания (временем успокоения), т. е. промежутком между моментом изменения измеряемой величины и моментом установления показания. У цифровых приборов быстродействие определяется числом измерений за единицу времени.

Надежность средств измерений характеризуется их способностью сохранять свои параметры, в том числе метрологические характеристики, в течение заданного времени. Основными критериями надежности являются вероятность безотказной работы, интенсивность отказов и среднее время безотказной работы.