Метрологические характеристики Си

 

1) диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности СИ (Д_х).

2) предел измерения – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.

3) цена деления шкалы - это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы С_х=(Х_кон-Х_нач)/n. Приборы с равномерной шкалой имеют постоянную цену деления, а с неравномерной – переменную. В этом случае нормируется минимальная цена деления.

4) чувствительность – это отношение изменения сигнала Ду на выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению Дх сигнала на входе

 

S=Ду/Дх

Для неравномерных шкал чувствительность величина переменная, поэтому степень неравномерности оценивают через коэффициент J=S_max/S_min

Для равномерных шкал S=l/Д_х, где l – перемещение стрелки.

5) порог чувствительности – это минимальное значение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение показаний прибора.

6) Вариация (гистерезис) - это разность между показаниями прибора при измерении одной и той же величины при возрастании и убывании измеряемой величины V=х_п^пр- х_п^обр. Вариация показаний прибора не должна превышать его основной погрешности.

7) статическая (градуировочная) характеристика – это зависимость между выходным и входным сигналом в установившемся режиме, полученная экспериментально. Она может быть представлена аналитически, графически, таблично. Градуировочная характеристика может изменяться под воздействием внешних и внутренних причин.

8) погрешность – это разность между показаниями прибора и истинным (действительным) значением ФВ.

9) класс точности – это МХ СИ, определяемая пределами допускаемой основной и дополнительной погрешностей.

Классы точности присваивают СИ при их разработке по результатам государственных приемочных испытаний.

Класс точности СИ учитывает систематическую и случайную погрешности. Однако он не является непосредственной характеристикой точности измерений, выполненных данным СИ, поскольку точность измерения зависит и от метода измерения, взаимодействия СИ с объектом, условий измерения и т.д.

В частности, чтобы измерить величину с точностью 1%, недостаточно выбрать СИ с погрешностью 1%. Выбранное СИ должно обладать гораздо меньшей погрешностью, т.к. нужно учесть как минимум еще погрешность метода.

В связи с большим разнообразием как самих СИ, так и их МХ ГОСТ 8.401-80 устанавливает несколько способов назначения классов точности. При этом в основу заложены следующие положения:

- в качестве норм служат пределы допускаемых погрешностей, включающие систематические и случайные составляющие; это свидетельствует о необходимости разрабатывать СИ с учетом однократного отсчета показаний по величине общей погрешности.

- основная и все виды дополнительной погрешностей нормируются порознь; это положение направлено на обеспечение максимальной однородности однотипных СИ.

Определяя класс точности, нормируют пределы допускаемой основной погрешности. Пределы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде кратного значения от допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают в форме абсолютной, относительной или приведенной погрешностей.

Если погрешность результатов измерений принято выражать в единицах измеряемой величины или делениях шкалы, то принимается форма абсолютных погрешностей. Если границы абсолютных погрешностей в пределах диапазона измерений практически постоянны, то принимается форма приведенной погрешности, а если эти границы нельзя считать постоянными, то форма относительной погрешности.

Стандартный ряд значений класса точности: [1; 1,5; (1,6); 2; 2,5; (3); 4; 5; 6]*10ⁿ; значения 1,6 и 3 – допускаемые, но не рекомендуемые; n=1; 0; -1; -2;…;

Классы точности, выраженные через абсолютные погрешности обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значение допускаемой абсолютной погрешности. Например, СИ класса точности С более точнее, чем СИ класса М.

Класс точности, выраженный через абсолютную погрешность, имеет условное обозначение и не определяет значения абсолютной погрешности.

Классы точности, выраженные через относительные погрешности назначаются двумя способами:

- если погрешность СИ имеет в основном мультипликативную составляющую, то пределы допускаемой основной относительной погрешности устанавливают по формуле:

 

д=±(Д/х_д)*100%

 

Так обозначают классы точности мостов переменного тока, счетчиков электроэнергии, измерительных трансформаторов.

- если СИ имеют как мультипликативную, так и аддитивную составляющие, то класс точности обозначается двумя цифрами, соответствующими значениям c и d формулы:

 

(9)

 

х_к - больший (по модулю) из пределов измерения,

c и d выражаются через ряд 1; 1,5; (1,6); 2; 2,5; (3); 4; 5; 6. Причем, как правило, c > d. Например, класс точности 0,02/0,01 означает, что c=0,02, d=0,01, т.е. приведенное значение относительной погрешности к началу диапазона измерения составляет 0,02%, а к концу – 0,01%. Классы точности, выраженные через приведенные погрешности

 

г=±Д/х_N*100%

Условное обозначение класса точности в этом случае зависит от нормирующего значения х_N, т.е. от шкалы СИ.

Если х_N представляется в единицах измеряемой величины, то класс точности обозначается числом, совпадающим с пределом допускаемой приведенной погрешности. Например, класс 1,5 означает, что г=1,5%.

Если х_N – длина шкалы, то класс 0,5 означает, что действительное значение измеряемой величины должно находиться в пределах ±0,5% от длины шкалы, отсчитанных от установившегося положения стрелки (или предел допускаемой приведенной погрешности составляет 0,5% от длины шкалы).

 

Вид погреш-ности	Формула	Примеры пределов допускаемой погрешности	Обозначение класса точности на СИ	СИ, рекомендуемые к обозначению таким способом
Абс.	Д=±а Д=±вх Д=±(а+вх)	Д=±0,2А	N III	Меры
Отн.	д=±Д/хд*100%	д=±0,5%		Мосты, счетчики, делители, измерительные трансформаторы
		0,02/0,01	Цифровые СИ, магазины емкостей (сопротивлений)
Прив	г=±Д/хN*100%	а) при хN=хк (в единицах измеряемой величины) г=±1,5%	1,5	Аналоговые СИ
б) хN – длина шкалы или ее части, мм, Д – мм г=±0,5%	0,5	Омметры