МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ

Зависимость выходного сигнала средства измерений у от входного сигнала х, представленная виде таблицы, графика или формулы, называется номинальной статической характеристикой (НСХ) средства измерений, часто называемой градуировочной [2]. Отношение изменения сигнала на выходе измерительного прибора  к вызвавшему его изменению входной величины (сигнала)  называется чувствительностью средства измерения. Для стрелочного средства измерений это отношение перемещения dl конца стрелкик вызвавшему его изменению dx измеряемой величины.Применительно к измерительным преобразователям это отношение называется коэффициентом преобразования (коэффициент передачи). Чувствительность определяется формулой:

                                                (5.1)

Поскольку х и у могут быть выражены в различных единицах, то величина S имеет размерность, так для термоэлектрического преобразователя это мв/°С, для термопреобразователя сопротивления – Ом/°С. Качество средства измерений, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств, называется стабильностью средств измерений. Как правило, она характеризуется стабильностью его градуировочной характеристики.

Выходной сигнал средства измерений при малых изменениях входной величины может на них не реагировать. В связи с этим вводится такая характеристика, как порог чувствительности средства измерения. Он определяется минимальным значением изменения входного сигнала, вызывающим видимые изменения выходного сигнала. В технической документации на приборы порог чувствительности обычно дается в виде приведенного к диапазону измерения значения, выраженного в процентах.

Выходной сигнал средств измерений зависит от направления подхода к значению измеряемой величины: со стороны меньших (снизу) или больших (сверху) значений. Наибольшая разность между выходными сигналами (показаниями) средства измерений, соответствующими одному и тому же значению входной величины, называется вариацией.

Физическая величина, не являющаяся величиной, измеряемой данным средством измерений, но оказывающая влияние на результаты измерений, но оказывающая влияние на результаты измерений, называется влияющей величиной. Условия применения средств измерений, при которых влияющие величины находятся в пределах нормальной области значений, называются нормальными условиями применения средств измерения. Например, для прибора (средства измерения) установлены нормальные значения температуры окружающей среды  °С. Если температура окружающей среды лежит в этом интервале, то условия применения прибора называются нормальными. При этом все другие влияющие величины также должны иметь нормальные значения. При нормальных условиях определяется основная погрешность средств измерений.

Средства измерений, установленные на технологических объектах, подвержены влиянию целого ряда факторов, к числу которых относятся температура окружающей среды, вибрация, повышенная влажность, магнитные поля, колебания напряжения и частоты питания и пр. Все они могут служить источником дополнительных погрешностей, которые суммируясь с основной, могут превышать последнюю в несколько раз.

Кроме нормальных условий устанавливается также рабочая область значений влияющих величин, в пределах которой нормируется дополнительная погрешность средств измерений. Рабочая область значений влияющих величин, и дополнительная погрешность указываются в технической документации на средства измерений.

Для характеристики погрешностей рабочих средств измерений используется такая характеристика как класс точности, который устанавливается исходя из значений основных и дополнительных погрешностей, вариации и порога чувствительности. Классом точности называется обобщенная характеристика средства измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность. В соответствии с ГОСТ 8.401-80 класс точности может определять пределы основных допускаемых погрешностей как абсолютных (4.1), так относительных (4.2) и приведенных (4.3). Этим случаям соответствуют его различные обозначения в технической документации и на шкалах.

Предел абсолютной основной погрешности нормируется в виде числа или выражения.

                                  (5.2)

где: а и b – постоянные;  - начальное значение измеряемой величины Х.

При этом способе нормирования пределов погрешностей класс точности обозначается латинскими буквами. Так для платинового преобразователя сопротивления класса С, , °С.

Предел основной относительной погрешности выражается в процентах и нормируется в виде числа или выражения:

δ _ПР=± [с + d (Х_В/Х -1)],                                     (5.3)

где: с и d – постоянные; Х - измеряемая величина; Х_В - верхний предел измерения. Класс точности при таком способе нормирования обозначается на шкале прибора числом, обведенным окружностью, или дробью . Если на шкале цифрового вольтметра указано 0, 1/0, 02, то δ _ПР = ± [0, 1 + 0, 02 (Х_В /Х -1)].

При нормировании предела основной приведенной погрешности класс точности задается числом, выбираемым из ряда (1; 1, 5; 2; 2, 5; 4; 5; 6) 10ⁿ, где n может иметь значения 1; 0; -1; -2 и т.д.

Примеры форм нормирования пределов основных погрешностей и обозначения, соответствующих им классов точности приведены в табл. 5.1.

 

Таблица 5.1 - Обозначения класса точности по ГОСТ 8.401-80 [4]

 

Форма выражения погрешности	Предел допускаемой погрешности (формула)	Предел допускаемой погрешности	Обозначение класса точности на приборе
Абсолютная	Δ = ± а; Δ = ±(а+ bx)	Δ = число Δ = формула	A, B, C, … или I, II, III, нпр., М
Относительная	δ = Δ /х=±q	δ = ±0, 5%
Относительная	δ = Δ /х=±[с+ d(|Xk/x|-1)]	δ = ±[0, 02+0, 01(| Xk / x |-1)]	0, 02/0, 01
Относительная	Отличная от вышеприведенных	График, таблица, формула	A, B, C, … или I, II, III, нпр., С
Приведенная	γ = Δ / XN = ± p, где XN диапазон измерений в ед. ФВ	γ = ±1, 5%	1, 5
Приведенная, существенно неравномерная шкала	γ = Δ / XN = ± p, где Δ и XN  единицы длины шкалы, и XN равно длине шкалы или ее части	γ = ±1, 5%

 

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей, вызываемых изменением влияющих величин, устанавливаются указанием либо конкретных значений для рабочей области влияющих величин, либо функциональной зависимости допускаемой дополнительной погрешности от изменения влияющей величины.

⇐ Предыдущая12345Следующая ⇒

Поделиться: