Метрологические свойства средств измерений (мс)

МС – это свойства, позволяющие судить о точности результатов измерений данным СИ

Группы 1. позволяющие судить о пригодности данного СИ для измерения в определенном диапазоне ФВ

2. Позволяющие судить о точности полученных результатов измерений.

НАБОР МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СИ

Цена деления СИ – алгебраическая разность значений ФВ между двумя соседними отметками (ЦД)

Длина деления шкалы – расстояние между серединами двух соседних отметок шкалы (ДД)

Градуировочная характеристика – зависимость между значениями величин на выходе и выходе в измерительный прибор х¹₁/х=ГХ

Чувствительность СИ – отношение изменения сигнала на входе прибора к изенению сигнала на выходе Ч= дельта х¹¹/дельта х¹

Объект измерения => (величина х) измерительный преобразователь => (х’ внизу дельта х¹) измерительный прибор => (х₁’’ внизу дельта х¹¹) считывающее устройство

Порог чувствительности (ПЧ) – отношение изменения сигнала на выходе к наименьшему изменению сигнала на входе ПЧ= дельта х¹¹/2дельта х¹

Диапазон показаний шкалы СИ – область значений ФВ, отраженная на шкале прибора, ограниченная макс и мин значениями (ДП). Нижний предел показаний > мин значения, верхний предел показаний < макс значения.

Диапазон измерений – область значений ФВ, отраженная на шкале прибора, в пределах которого метрологические характеристики данного СИ нормированы (ДИ)

Вариация показаний прибора – алгебраическая разность между макс и мин из полученных результатов измерения одной и той же ФВ в неизменных условиях. Хизмеренное: Х1, Х2, Х3,Х4…

Вар=Х2-Х3

Нестабильность показаний – свойство, выражающее стабильность метрологических характеристик в определенный промежуток времени (от поверки до поверки)

Сходимость результатов измерений – близость полученных результатов измерений при выполнении их одним и тем же СИ, одним и тем же методом при одинаковых условиях рабочей среды.

Воспроизводимость результатов – близость результатов измерений, полученных различными СИ одного и того же тела, различными методами, разными операторами и приведенных к одинаковым показателям рабочей среды

МЕТРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА (МХ) – одно из свойств СИ, влияющее на результат измерений и погрешность

МХ вводят с целью:

1. возможность получения значения погрешности измерений

2. для достижения их взаимозаменяемости

3. определение погрешностей измерительных систем и установок по МХ, входящими в состав измерений

4. возможность оценки состояния СИ при его поверке

Калибровка – аналогична поверке, только без обязательных требований. Российская система калибровки (РСК)

ПОВЕРКА

1. поверке подвергаются все СИ, выходящие из производства – первичная

2. после прохождения межповерочного интервала – очередная

3. после долгого неиспользования – внеочередная

Группы МС

1. Диапазон измерений, чувствительность (порог чувствительности), цена деления, длина деления

2. Точность Т=1/Пизм (погрешность измерений), сходимость, воспроизводимость, градуировочная характеристика, стабильность

Класс точности СИ

Обобщенная метрологическая характеристика, определенная пределами допускаемой основной и доолнительной погрешности, которые позволяют судить о точности полученного результата

Присваивается на этапе проведения гос испытаний (выхода из производства)

Классы:

• малый, средний, высокий

• I-III

• I-V

α: 0,02 – абсолютная погрешность

β: 0,02 в кружочке= дельта/х – относительная погрешность

γ: 0,02/0,01= дельта_к/Х_N – приведенная погрешность

γ=(с+d(|Хизм/Х_N| - 1)), где Х_N – верхний предел измерений

Погрешность измерений

отклонение результата измерений от истинного значения измеряемой величины

Δ=Хизм-Хист

Δ=Хрси-Хэтал

По форме числового выражения

абсолютная

относительная

приведенная

По закономерности проявления

по влияющему источнику

инструментальная

метода

оператора

от влияющих величин (параметры рабочей среды)

по характеру проявления

постоянные – разные значения, но постоянная погрешность средства

измерения или метода

переменные – по линейному закону или по сложному закону

разделенные для удобства выявления, уменьшения или исключения

теоретические – погрешность метода

от моделирования объекта измерений

связанная с допущениями и упрощениями при вычислении результатов измерений

Пример: прочность бетона неразрушающим методом с использованием эмпирической зависимости (плотность от скорости ультразука) – систематически составляющая метода измерений может превышать допустимую, если не произведено уточнение цены деления прибора предварительными испытаниями этого прибора, позволяющими учесть вид и физичские и химические особенности заполнителя

Необходимо при изготовлении бетонной смеси опреативно корректировать бозировку воды в зависимости от влажности песка. Применяемые для этого электрические влагомеры, в основе которых лежит зависимость электрических параметров от влажности, имеют погрешность, обусловленную тем, что на их параметры влияет не только влажность песка, но и его гранулометрический состав.

практические – от неправильной установки измерительных приборов

оператора

связанные с воздействием изменяющихся величин

Погрешности, приводящие к параллаксу

Разделенные для удобства вычисления и учета в результате измерений

систематические – состаляющая суммарной погрешности, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины

Х=Хизм±Δсист

Δсумм.сист=Δси(средства измерения)+Δм(метода)+Δоп(оператора)+Δвв(влияющих величин)

Δси(средства измерения) – НТД (нормативно техническая документация ГОСТ, ТП, инструкция по эксплуатации)

Δм(метода) – НТД (ГОСТ, методика выпонения измерений)

Δоп(оператора) – определенный процент (10% от суммарной Δсист)

ПАРАМЕТРЫ СРЕДЫ

Номинальные значения параметров среды измерения

1. Т-температура 20гр С (293К)

2. ϕ-влажность воздуха 55-65%

3. р-давление воздуха 100-101,3 кПа, 750-760 мм рт ст

4. ρ-плотность воздуха 1,2 кг/м3

5. частота питающей сети 50±5Гц

Исключение влияющих параметров до начала измерений

1. для температуры – охлаждение кондиционированием, термостатирование

2. магнитные поля – стальной экран

3. влажность – герметизация

случайные

Свойства случайных погрешностей

большие погрешности случаются реже, чем малые

+ и – случайные погрешности равновероятны

с повышением числа измерений среднее арифметическое всех измеренных результатов стремится к истинному значению измеряемой величины

Х с палочкой -> Хист

Δ -> 0

если случайная погрешность формируется из многих факторов, то закон распределения погрешностей будет представлен законом Гаусса

Таблицы ф-и Лапласа

t – коэф Стьюдента

Число уравнений n>20 – критерий Райта

Если , то xi промах, значит этот результат должен быть удален из серии измерений

Число уравнений n<=20 – критерий Романовского

Если , то xi промах, значит этот результат должен быть удален из серии измерений

грубые (промахи)