Погрешности средств измерений. Так же, как и погрешности измерений, погрешности средств из­мерений классифицируются по ряду признаков

Так же, как и погрешности измерений, погрешности средств из­мерений классифицируются по ряду признаков.

Различают абсолютную погрешность меры, измерительного прибора и измерительного преобразователя, относительную погрешность меры, измерительного прибора и измерительного преобразователя и приведен­ную погрешность измерительного прибора.

Абсолютная погрешность меры - это разность между номинальным значением меры и истинным значением воспроизводимой ею величины. На практике вместо истинного значения величины пользуются дейст­вительным её значением.

Абсолютная погрешность измерительного прибора - это разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины.

Для измерительных преобразователей абсолютную погрешность оп­ределяют по входу или по выходу.

Абсолютная погрешность измерительного преобразователя по входу – это разность между значением величины на входе преобразо­вателя, которое определяется по истинному значению величины на его выходе с помощью градуировчной характеристики, и истинным значением величины на входе преобразователя.

Абсолютная погрешность измерительного преобразователя по вы­ходу – это разность между истинным значением величины на выходе преобразователя, отображающей измеряемую величину, и значением величины на выходе, которое определяется по истинному значению величины на входе с помощью градуировочной характеристики, припи­санной преобразователю.

Относительная погрешность меры или измерительного прибора – это отношение абсолютной погрешности меры или прибора к ис­тинному (или действительному) значению воспроизводимой мерой или измеряемой прибором величины. Относительная погрешность может быть выражена в процентах.

Относительная погрешность измерительного преобразователя по входу (выходу) - отношение абсолютной погрешности его по входу (выходу) к истинному значению величины на входе (на выходе).

Приведенная погрешность измерительного прибора определяется отношением абсолютной погрешности к нормирующему значению. Норми­рующее значение – условно принятое значение, которое может быть равным верхнему пределу измерений, диапазону измерений, длине шкалы и другим значениям. Приведенная погрешность обычно выража­ется в процентах.

По закономерностям проявления погрешности средств измерений делят на систематические и случайные.

Систематическая погрешность средств измерения – это состав­ляющая его погрешности, остающаяся постоянной или закономерно из­меняющейся.

Случайная погрешность средства измерения – это составляющая его погрешности, изменяющаяся случайным образом.

Соответственно условиям применения средств измерения различают основную и дополнительную погрешности, изменение показаний из­мерительного прибора под действием влияющей величины.

Основная погрешность средства измерений – это погрешность, которая имеет место в нормальных условиях, оговоренных ГОСТ, а также отраслевыми стандартами и техническими условиями.

Дополнительная погрешность меры – изменение погрешности меры вследствие изменения её действительного значения, вызванного отк­лонением одной из влияющих величин от нормального значения или выходом за пределы нормальной области значений. Изменение показаний измерительного прибора под действием влияющей величины – это изменение погрешности измерительного при­бора, вызванное отклонением одной из влияющих величин от нормаль­ного значения или выходом её за пределы нормальной области значе­ний.

Измерительные преобразователи характеризуют дополнительной погрешностью по входу или выходу.

В зависимости от характера поведения измеряемой физической величины в процессе измерения различают статическую погрешность, погрешность в динамическом режиме и динамическую погрешность.

Статическая погрешность средства измерений – это погрешность средства измерения, используемого для измерения постоянной вели­чины, т.е. величины, не изменяющейся во времени.

Погрешность средства измерений в динамическом режиме – это погрешность средства измерений, используемого для измерений пере­менной во времени величины. Она возникает вследствие того, что время установления переходных процессов в приборе больше интерва­ла изменения измеряемой величины. Это заметно проявляется тогда, когда постоянная времени прибора превосходит интервал корреляции случайного процесса, реализация которого подана на вход прибора.

Динамическая погрешность средства измерения определяется как разность между погрешностью средства измерений в динамическом режиме и его статической погрешностью, соответствующей значению ве­личины в данный момент времени.

Для оценки динамической погрешности необходимо знать динамические характеристики (например, переда­точную функцию) средства измерения, а также характер изменения из­меряемой величины.

В соответствии с характером зависимости погрешностей средств измерений от значения измеряемой величины различает аддитивные и мультипликативные погрешности.

На реальное средство измерений всегда действуют влияющие ве­личины – это помехи. Если они действуют в контуре входной величины х (или выходной у) и однородны с ней, то происходит сложение вход­ной величины и помехи. Такую помеху называют наложенной или аддитивной. Если под действием помехи изменяется чувствительность средства измерений S, то такую помеху называют мультипликативной или модуляционной.

Рассмотрим функцию преобразования линейного преобразовате­ля, на который помехи не действуют, y=Sx, и функцию преоб­разования того же преобразователя при действии помех

где S_n (l) - приращение чувствительности под влиянием помехи l;

x_n (l) - приращение входной величины под влиянием помехи l.

Абсолютная погрешность от действия влияющей величины (по­мехи) l определится как

,

поскольку величина S_n (l) x_n (l) пренебрежимо мала в связи с тем, что x» x_n (l) и S» S_n (l) (предполагаем, что пог­решность значительно меньше измеряемой величины).

Следовательно, имеем две составляющие погрешности: Sx_n (l) – приведенная к выходу аддитивная составляющая погрешнос­ти (или x_n (l) – приведенная ко входу) и S_n (l) x – приведенная к выходу мультипликативная составляющая погрешности (или xS_n (l)/ S – приведенная ко входу).

Аддитивная погрешность не зависит от значения входной вели­чины средства измерения Она может быть вызвана смещением стрел­ки прибора, действием термоЭДС и наводок в контурах сравнения, дрейфом нуля электронных усилителей.

Мультипликативная погрешность зависит от значения входной величины х и вызывается изменением чувствительности S средства измерения.

Рассмотрим некоторые характеристики средств измерений, опре­деляемые погрешностями.

Точность средства измерений – качество средства измерений, отражающее близость к нулю его погрешности.

Правильность средства измерений – качество средства измере­ний, отражающее близость к нулю его систематических погрешностей.

Сходимость показаний средства измерений – качество средства измерений, отражающее близость к нулю его случайных погрешностей.