Метрологические характеристики средств измерений

Все средства измерений, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Согласно [60], метрологическими характеристиками называются технические характеристики, описывающие эти свойства и оказы

вающие влияние на результаты и на погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Метрологические характеристики регламентируются [46, 60].

Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными.

Ниже приведена номенклатура метрологических характеристик:

  • а) характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправок):
    • • функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с наименованной шкалой;
    • • значение однозначной меры;
    • • цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;
    • • вид выходного кода для цифровых средств измерений;
  • б) характеристики погрешностей средств измерений;
  • в) характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам;
  • г) динамические погрешности средств измерений (переходная характеристика, АЧХ, АФХ и т.д.).

К основным метрологическим характеристикам СИ относятся:

  • • чувствительность;
  • • динамические характеристики;
  • • класс точности.

Чувствительность СИ — свойство СИ, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины:

S = (?(Х) = dl/dX, (4.1)

где I — перемещение указателя;

X — измеряемая величина.

S' = ИХ — если S' не зависит от измеряемой величины и шкала прибора равномерна.

Величина С = 1/S называется постоянной прибора, если S' = 10 делений/В, например, то С = 0,1 В/деление.

Параметр, эквивалентный чувствительности, называют крутизной

S(x) = dF(x)/dx. (4.2)

Используют также термины: чувствительность измерительного преобразователя, коэффициент преобразования, коэффициент передачи, коэффициент усиления, под которыми подразумевают отношение значения сигнала на выходе измерительного преобразователя к значению вызывающего его сигнала на входе преобразователя.

На практике используется такая метрологическая характеристика, связанная с чувствительностью, как цена деления шкалы (постоянная прибора) — разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы СИ.

Для равномерной шкалы Сп = 1/5п-

Если шкала прибора неравномерная, т.е. в пределах шкалы цена деления меняется, то нормируется минимальная цена деления.

Иногда в качестве характеристики используется порог чувствительности (предельная чувствительность) — характеристика СИ в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством.

Динамические характеристики — это характеристики инерционных свойств СИ. Они определяют зависимость параметров выходного сигнала СИ от меняющихся во времени величин: параметров входного сигнала, нагрузки, внешних факторов.

Динамические характеристики могут нормироваться:

  • 1) функцией связи между входными и выходными сигналами (передаточной функцией, переходной характеристикой и т.п.);
  • 2) графиками (таблицами) амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик;
  • 3) временем установления показаний, или быстродействием СИ — величиной, обратной времени установления показаний [63].

По ГОСТ 8.401-80 [61] средствам измерения присваиваются определенные классы точности.

Класс точности — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основной погрешности и погрешностей, вызванных изменением значений влияющих величин.

Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств, так как точность зависит также от метода измерений и условий их выполнения.

Измерительным приборам, пределы допускаемой основной погрешности которых заданы в виде приведённых основных (относительных) погрешностей, присваивают классы точности, выбираемые из ряда следующих чисел: (1; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 4,0; 5,0; 6,0)-10", где показатель степени п = 1; 0; -1; -2 и т.д.

Основная приведенная погрешность, выраженная в процентах, не должна превышать значения класса точности (к таким приборам относятся регистрирующие и аналоговые показывающие приборы). Для тех приборов, у которых аддитивная и мультипликативная погрешности соизмеримы, класс точности обозначается двумя цифрами через косую черту, например, 0,1/0,05. Погрешность при этом определяется по формуле

5тах=±[С + ^(|ад-1)], (4.3)

где С и d — числа, разделяемые косой чертой (класс точности средства измерения);

Хк — больший (по модулю) из пределов измерений (конечное значение диапазона измерений).

Обозначение класса точности C/d должно быть больше единицы.

Это характерно для цифровых показывающих приборов и приборов сравнения с ручным или автоматическим уравновешиванием.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >