Принципы выбора и нормирования МХ

1. Важно, чтобы номенклатура МХ и способы их выражения были оптимальными. Целесообразно нормировать комплекс МХ таким образом, чтобы он не был очень большим, а каждая нормируемая характеристика в нем отражала бы конкретные свойства средства измерения и при необходимости могла быть проконтролирована.

2. Нормируемые МХ должны быть выражены в такой форме, чтобы с их помощью можно было обосновано решать практически любые измерительные задачи и одновременно достаточно просто проводить контроль средств измерений на соответствие этим характеристикам.

3. Нормируемые МХ должны обеспечивать возможность статистического объединения, суммирования составляющих инструментальной погрешности измерений D_instr. В общем случае инструментальную погрешность можно представить в виде

, (2.16)

где - символ статистического объединения составляющих[5]; D_о, D_д, D_dyn, D_int, – составляющие инструментальной погрешности: соответственно основная, дополнительная, динамическая и погрешность взаимодействия, L - число дополнительных погрешностей, равное сумме всех величин, существенно влияющих на погрешность в реальных условиях.

Погрешность взаимодействия обусловлена взаимодействием средства измерения с объектом измерений или другими средствами измерений, включенными последовательно с ним в измерительную систему. Средства измерений обладают свойствами отбирать или отдавать энергию через свои входные или выходные цепи (такие свойства называют импедансами). Это приводит к изменению значе­ния измеряемой величины и, следовательно, к появлению составляющей погрешности взаимодействия .

4. Нормируемые МХ должны быть инвариантны к условиям применения и режиму работы средства измерения, отражать только его свойства. Выбор МХ необходимо осуществлять так, чтобы пользователь имел возможность рассчитывать по ним характеристики средства измерений в реальных условиях эксплуатации.

5. Нормируемые МХ, приводимые в нормативных документах, отражают свойства не только отдельно взятого экземпляра средства измерения, а всей совокупности средств измерений данного типа, т.е. являются номинальными. МХ отдельного средства измерения данного типа могут быть любыми в пределах области значений номинальных МХ.

Общий подход при нормировании метрологических характеристик состоит в том, что для них устанавливаются номинальные функции и номинальные значения (например, номинальная функция преобразования, номинальная функция влияния, номинальное значение информативного параметра на выходе, номинальное значение постоянной времени). Для остальных характеристик устанавливаются пределы допустимых значений (например, пределы допускаемой основной погрешности, пределы допускаемой вариации).

Номенклатура метрологических характеристик и способы их нормирования представлены в табл. 2.1.

В зависимости от назначения и свойств средств измерений для них нормируют не все вышеперечисленные МХ, а только некоторые из них.

Для средств измерений, используемых по отдельности, не нормируют функцию преобразования, импедансы и неинформативные параметры выходного сигнала, поскольку эти характеристики не существенны для них. Для средств измерений, входящих в сложные измерительные установки (системы), эти характеристики описывают эффекты их взаимодействия, поэтому должны нормироваться стандартами.

Можно не нормировать случайную составляющую погрешности, если она существенно меньше систематической.

Таблица 3.1

Номенклатура метрологических характеристик (МХ) и способы их нормирования

Перечень МХ	Способ нормирования
1. Характеристики средств измерений, предназначенные для определения результатов измерений
функция преобразования Y=f(X) измерительных преобразователей и приборов с неименованной шкалой или шкалой, отградуированной в единицах, отличных от единиц входной величины; значение однозначной или значения многозначной меры; цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры; вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде	Типовые МХ нормируют как номинальные средств измерений данного типа. Для индивидуальных характеристик нормируют пределы (граничные характеристики), в которых должна находиться индивидуальная характеристика
2. Характеристики погрешностей средств измерений
2.1. Характеристики систематической составляющей Ds: значение Ds или значение D, математическое ожидание М[Ds] и СКО s(Ds)	Устанавливают пределы (положительный и отрицательный) допускаемой Ds или пределы и
2.2. Характеристики случайной составляющей : СКО s(); погрешность от гистерезиса (вариация выходного сигнала)	Устанавливают пределы sр() допускаемого СКО;   предел допускае­мой вариации
2.3. Характеристика погрешности средств измерений в том случае, когда систематическая и случайная составляющие не разделяются	В абсолютной, относительной или приведенной формах
3. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам
функция влияния ;	Устанавливают номинальную функцию влияния и пределы допускаемых отклонений от нее
дополнительная погрешность Dд	Устанавливают пределы допускаемой Dд
4. Динамические характеристики средств измерений
4.1. Полные динамические характеристики средств измерений: переходная характеристика h(t); импульсная переходная характеристика g(τ); амплитудно-фазовая характеристика G(jω); амплитудно-частотная характеристика А(ω); передаточная функция W(p). 4.2. Частные динамические характеристики средств измерений: время реакции; постоянная времени Т; погрешность датирования отсчета; максимальная частота (скорость) показаний	Уста­навливают номинальные характеристики и пределы (положительный и отрицательный) допускаемых отклонений от номинальных
5. Характеристика средств измерений, позволяющая учесть их взаимодействие с подключенными к входу или выходу объектами
значение погрешности взаимодействия	То же
6. Значения неинформативных параметров выходного сигнала средств измерений *
параметры, не связанные функционально с измеряемой величиной, но определяющие возможность нор­мальной работы средств измерений	То же

* Например, для вольтметра переменного электрического тока напряжение является информативным, а частота тока – неинформативным параметром.