9Классы точности

Классом точности называется обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополни­тельных погрешностей, а также другими свойствами средств измере­ний, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются на отдельные виды средств измерений.

Основой для присвоения средствам измерений класса точности является их основная погрешность и способ ее выражения.

Рассмотрим четыре способа.

1. Если основная погрешность выражается в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы, то классы точности обозначаются по­рядковыми номерами, причем, средствам измерений с большим пределом основной допустимой погрешности присваиваются классы точности с большим порядковым номером (концевые меры длины, гири).

Образцовые средства измерений классифицируют по разрядам. К 1-му разряду относят точные образцовые средства. Иначе присваивают классы точности, если пределы основной погрешности задаются в виде относительных или приведенных погрешностей.

2. Если погрешность средств измерений нормируется одночленной формулой и предел допустимой основной погрешности выражается в ви­де приведенной погрешности

где Х_н - нормирующее значение; ∆_о - основная допустимая погрешность, то класс точности обозначается одним числом γ_о и выбирается из ряда γ = (1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6;) _* 10ⁿ, где n = 1; 0; ‑1; -2;....

Нормирующее значение Х_н принимается равным: - конечному зна­чению шкалы прибора, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы; - сумме конечных значений шкалы прибора (без учета зна­ков), если нулевая отметка находится внутри шкалы; - номинальному значению измеряемой величины, если таковая установлена; - длине шкалы, если шкала имеет резко сужающиеся деления. В этом случае погрешность и длину шкалы выражают в одних единицах. Для приборов с без нулевой шкалой - разности конечного и начального значений шкалы (диапазону измерений).

С использованием чисел указанного ряда разработаны условные обозначения классов точности, применяемые в документации на средс­тва измерений и наносимые на них.

Е сли в качестве нормирующего значения Х_н принята длина шкалы, то класс точности обозначается одним числом в процентах, помещен­ным между двумя линиями, расположенными под углом, например 0,5. Сюда относятся приборы с резко неравномерной шкалой, например, ло­гарифмической или гиперболической. В остальных случаях наносится только численное значение класса точности.

К средствам измерений рассмотренной группы относятся показы­вающие и самопишущие приборы, у которых преобладают аддитивные погрешности от трения, от изменения положения в пространстве, пог­решности отсчета и др.

3. Для средств измерений, у которых преобладает мультиплика­тивная составляющая погрешности, предел основной погрешности выра­жают в виде относительной погрешности по формуле

Класс точности в этом случае обозначается одним числом и по­мещается в кружок, например В таких приборах относительная погрешность остается постоянной во всем диапазоне измерения (нап­ример, интегрирующие приборы).

4. Если погрешность средств измерений нормируется двучленной формулой, в которых аддитивная и мультипликативная составляющие погрешности соизмеримы, то класс точности проставляется в виде ко­сой дроби γ_s/γ_о, например 0,02/0,01. При этом числитель равен отно­сительной погрешности средства измерений в наиболее благоприятных условиях, когда Х = Х_к. Знаменатель характеризует увеличение относительной погрешности при уменьшении Х, т.е. влияние аддитивной составляющей погрешности. К этой группе средств измерения относят­ся цифровые приборы уравновешивания - мосты, компенсаторы - как с ручным, так и с автоматическим уравновешиванием.

Конкретные ряды классов точности устанавливаются на отдельные виды средств измерений, причем, для одного и того же значения n разрешается принимать не более пяти классов точности с тем, чтобы перепад точностей между отдельными средствами измерений был не очень мал.

Пределы дополнительных погрешностей также связаны с их клас­сом точности. Эта связь раскрывается в частных стандартах вследс­твие разнообразия средств измерений и условий их применения. Пре­делы дополнительных погрешностей выражаются в той же форме, что и основная погрешность.

Например, дополнительная погрешность средств измерений, выз­ванная изменением i - той влияющей величины на нормированное отк­лонение, выражается в виде приведенной погрешности в процентах нормирующего значения X_н и определяется по формуле

,

где Х_н, Х_д - показания средства измерения при нормальном значении влияющей величины и при ее отклонении соответственно.

При этом в большинстве стандартов пределы дополнительных пог­решностей устанавливают как положительными, так и отрицательными с равными числовыми значениями.

Иногда для приборов, предназначенных для работы в расширенной области изменений влияющей величины, например, температуры, норми­руется значение дополнительной погрешности на каждые десять граду­сов изменения температуры.

Например, нормированный предел дополнительной погрешности для измерительного прибора класса точности 0,5 составляет γ_д ± 0,2% при нормированном отклонении температуры от нормальной области значений (20 ± 5⁰ С) ∆θ = 10⁰ С. При температуре окружающего воз­духа θ = 40⁰ С дополнительная погрешность прибора составит

Таким образом, суммарная погрешность показаний прибора соста­вит 0,8% диапазона показаний.