Динамические характеристики отражают инерционные свойства средства измерений при воздействии на него меняющегося во времени входного сигнала или внешних влияющих величин.

По степени полноты описания инерционных свойств средств измерений динамические характеристики делятся на полные и частные.

К полным динамическим характеристикам относятся:

• дифференциальное уравнение, описывающее работу средства измерений;

• передаточная функция;

• переходная характеристика;

• импульсная переходная характеристика;

• амплитудно-фазовая характеристика;

• амплитудно-частотная характеристика для минимально-фазовых средств измерения;

• совокупность амплитудно-фазовых и фазово-частотных характеристик.

Частичными динамическими характеристиками могут быть отдельные параметры полных динамических характеристик, не отражающие полностью динамических свойств средств измерений, но необходимые для выполнения измерений с требуемой точностью (например, время реакции, коэффициент демпфирования).

Нормы на отдельные метрологические характеристики приводятся в эксплуатационной документации (паспорте, техническом описании, инструкции по эксплуатации и т. д.) в виде номинальных значений, коэффициентов функций, заданных формулами, таблицами, графиками пределов допускаемых отклонений от номинальных значений функций. В ГОСТ 8. 009-84 приведены способы нормирования рассмотренных выше метрологических характеристик.

Классы точности средств измерений.

Учет всех нормируемых метрологических характеристик средств измерений при оценивании погрешности результата измерений сложная и трудоемкая процедура, оправданная при измерениях повышенной точности. При измерениях на производстве и в обиходе такая точность не всегда нужна. В то же время определенная информация о возможной инструментальной составляющей погрешности измерения необходима. Такая информация дается указанием класса точности средства измерения.

Погрешности приборов подразделяют на основную, присущую прибору при нормальных условиях применения вследствие несовершенства его конструкции и выполнения, и дополнительную, обусловленную влиянием на показания прибора различных внешних факторов.

Нормальными рабочими условиями считают температуру окружающей среды (20 5)°С при относительной влажности (65 15)%, атмосферном давлении (750 30) мм рт. ст., в отсутствие внешних магнитных полей, при нормальном рабочем положении прибора и т. д. В условиях эксплуатации, отличных от нормальных, в электроизмерительных приборах возникают дополнительные погрешности, которые представляют собой изменение действительного значения меры (или показания прибора), возникающее при отклонении одного из внешних факторов за пределы, установленные для нормальных условий.

Класс точности - обобщенная метрологическая характеристика средств измерений, определяющая пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей. Под пределом допускаемой погрешности понимается наибольшая (без учета знака) погрешность средства измерений при которой оно может быть признано годным к эксплуатации.

Классы точности присваивают средствам измерений при их разработке на основании испытаний представительной партии средств измерения данного типа. При этом пределы допускаемых погрешностей нормируют и выражают в виде абсолютных, относительных и приведенных погрешностей в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений. Общие требования к установлению классов точности СИ изложены в ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений».

Формы выражения пределов допускаемых погрешностей

• Пределы допускаемой абсолютной погрешности могут быть постоянны

(1)

или зависеть от измеряемой величины

, (2)

где: - предел допускаемой абсолютной погрешности, выражаемой в единицах на входе (выходе) СИ;

а, в – положительные числа, не зависящие от х;

х – значение измеряемой величины;

Нормирование в соответствии с (2) означает, что в составе погрешности средства измерений присутствует две составляющие погрешности, например, для генератора низкой частоты Г3-36

• Пределы допускаемой относительной погрешности: если δ устанавливается по формуле (1),

= ±q%

Если δ устанавливается по формуле (2)

, (4)

где - предел допускаемой относительной погрешности, %;

с,d –положительные числа, выбираемые из стандартизованного ряда (1;1.5; 2; 2.5; 3; 4; 5; 6) 10ⁿ, где n=(1.0; 0; -1; -2; и т.д.);

с = b+d d = a / | x_к |

х_к – больший по модулю из пределов измерений;

x – показания прибора.

•

% = ±p% (5)

где - предел допускаемой приведенной погрешности, %;

х_N – нормирующее значение, равное большему из модулей пределов измерения;

Нормирующее значение для СИ с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение входного (выходного) сигнала находятся на краю или вне диапазона измерений, следует устанавливать равным большему из пределов измерений или равным большему из модулей пределов измерений, если нулевое значение находится внутри диапазона измерений.

Для электроизмерительных приборов с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений нормирующее значение допускается устанавливать равным сумме модулей пределов измерений.

Для СИ ФВ, для которых принята шкала с условным нулем, нормирующее значение устанавливают равным модулю разности пределов измерений. Для милливольтметра термоэлектрического термометра с пределами измерений 200 и 600 ⁰С нормирующее значение равно 400⁰С.

Для СИ с установленным номинальным значением нормирующее значение устанавливают равным этому номинальному значению. Для частотомеров с диапазоном измерения 45-55 Гц и номинальной частотой 50 Гц нормирующее значение равно 50 Гц.

q –положительное число, выбираемое из стандартизованного ряда (1;1.5; 1,6; 2; 2.5; 3; 4; 5; 6) 10ⁿ, где n=(1.0; 0; -1; -2; и т.д.);

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают:

1. В виде постоянного значения дл всей рабочей области влияющей величины или в виде постоянных значений по интервалам рабочей области влияющей величины;

2. Путем указания отношения предела допускаемой дополнительной погрешности, соответствующую регламентированному интервалу влияющей величины, к этому интервалу;

3. Путем указания зависимости предела допускаемой дополнительной погрешности от влияющей величины (предельной функции влияния);

4. Путем указания функциональной зависимости пределов допускаемых отклонений от номинального значения функции.

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают:

в виде дольного значения предела допускаемой основной погрешности.

Обозначение классов точности средств измерений

1. Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных или относительных погрешностей, причем последние установлены в виде графика, таблицы или формулы, не в соответствии с выражениями (1,2,3,4 ), классы точности следует обозначать в документации прописными буквами латинского алфавита (например, М, С) или римскими цифрами (I, II).

2. Для измерительных приборов пределы допускаемой погрешности которых выражены как приведенные погрешности согласно выражению (5), или относительной погрешности, согласно (3) классы точности обозначаются числами, равными этим пределам в процентах. Чтобы отличить относительную погрешность от приведенной, обозначение класса точности измерительного прибора для которого пределы допускаемой погрешности выражены в виде относительной погрешности, согласно (3), обводят кружком.

3. Для измерительных приборов, предел допускаемых погрешностей которых выражается относительной погрешностью в процентах, согласно выражению (4) класс точности определяется совокупностью значений с и d, разделяя их косой чертой.

Нанесение обозначения класса точности осуществляется на циферблаты (шкалы), щитки и корпуса приборов.

Таким образом, для большинства применяемых в практике приборов используются одночленные или двучленные обозначения класса точности. Например, обозначение класса точности 0,5 показывает, что пределы допускаемых погрешностей выражаются в процентах нормирующего значения согласно выражению (5). Обозначение класса точности 0.02/0.01 означает что предел допускаемой относительной погрешности в процентах значения измеряемой величины и определяется формулой

, где с=0,02 d=0,01

11