ВИБІР МЕЖІ ВИМІРЮВАННЯ ТА КЛАСУ ТОЧНОСТІ СТРІЛКОВОГО ЕТАЛОННОГО ПРИЛАДУ ДЛЯ ПОВІРКИ СТРІЛКОВОГО ПРИЛАДУ МЕТОДОМ ЗІСТАВЛЕННЯ

Ця задача за своїм рішенням дуже схожа на попередню, тому й розглянемо її за тією ж методикою на конкретному числовому прикладі.

Треба повірити стрілковий вольтметр межі вимірювання

250 В класу точності 2,5.

    Правил вибору межі вимірювання еталонного стрілкового приладу.

1. Межа вимірювання еталонного приладу повинна бути не меншою за суму межі вимірювання приладу, що повіряється та допустимої абсолютної похибки останнього.

Обчислимо допустиму абсолютну похибку запропонованого для повірки приладу. Вона може бути визначена, як 2,5% від 250 В (див. визначення класу точності за зведеною похибкою), тобто 6,25 В. Значить, межа вимірювання еталонного приладу має бути не меншою за (250 + 6,25) В.

2. З наявних у метрологічній службі вашого підприємництва еталонного приладів, що задовольняють результатам обчислення попереднього пункту, доцільно обирати прилад найменшої межі вимірювання (тоді вимоги до його точності будуть найменшими).

Примітка. У багатьох інструкціях із повірки допускаються однакові межі вимірювання у еталонного та того приладу, що повіряється.

Але при цьому можуть бути ускладнення при визначенні похибок на останній позначці шкали. Наприклад, при показах приладу, який повіряють, 250 В допускаються покази еталонного приладу до 256,25 В. Алe як це зробити, коли межа еталонного приладу лише 250 В?

Отже, оберемо межу вимірювання еталонного приладу, наприклад, 300 В.

Правило вибору класу точності еталонного приладу.

Межа допустимої абсолютної основної похибки еталонного приладу повинна бути, принаймні у 3...5 разів меншою, ніж у приладу, що повіряється.

Співвідношення 1:3 допускається при повірці амперметрів та вольтметрів класу точності 0,5 і точніших, та 1:4 – при повірці приладів класу точності 1,0 та менш точних; при цьому варіація показів еталонного приладу не повинна перевищувати половину межі його допустимої основної абсолютної похибки.

Тобто:

 де – межа допустимої абсолютної основної похибки взірцевого приладу; – межа допустимої абсолютної основної похибки приладу, що повіряється.

Обчислимо межу допустимої абсолютної основної похибки еталонного вольтметра для даного прикладу, скориставшись співвідношенням 1:4:

тобто:

Звідси можна визначити межу допустимої основної зведеної похибки еталонного приладу  в у відсотках та обрати його клас точності:

                   γ

тобто:

γ

і   

γ_{max е}% ≤ 0,52%

Цій вимозі відповідають при межі вимірювання 300 В прилади класів 0,5 та точніші.

З практичних та економічних міркувань рекомендується застосовувати еталонний прилад найнижчої точності, що відповідає вищенаведеним вимогам.

Запитання для самоперевірки

1. Що означає та навіщо потрібне нормування метрологічних характеристик 3ВТ?

2. Які найважливіші метрологічні характеристики 3ВТ нормуються?

3. Що таке межа допустимої похибки та клас точності ЗВТ?

4. Чи гарантує застосування 3ВТ високих класів точності малі похибки вимірювань? Як підтвердити ваші висновки числовими прикладами?

5. Яким чином та для яких 3ВТ класи точності нормуються за абсолютною похибкою? Як вони позначаються?

6. Яким чином та для яких 3ВТ класи точності нормуються за відносною похибкою? Як вони позначаються?

7. Як нормуються та позначаються класи точності цифрових вимірювальних приладів?

8. Як обчислити допустиму абсолютну похибку стрілкового приладу за його відомим класом точності та нормованим значенням?

9. За якими правилами обирають межу вимірювання та клас точності стрілкового приладу для вимірювання заданої з допустимим відхиленням 3ВТ?

10. За якими правилами обирають межу вимірювання та клас точності стрілкового еталонного приладу для повірки робочого стрілкового приладу методом зіставлення?

             7. СИСТЕМАТИЧНІ ПОХИБКИ

Поділ похибок на випадкові та систематичні досить умовний. Він визначається, перш за все, знанням про причини виникнення похибок та закономірності, які пов’язують похибки з цими причинами. Якщо є ці знання, то похибки стають цілком визначеними, передбачуваними, прогнозованими. Причому похибки, які зразу незрозумілі, в появі яких не бачимо ніяких закономірностей, тобто випадкові, при подальшому глибокому вивченні результатів вимірювань та усього, що з цим пов’язано, можуть перейти в систематичні.

Ця досить складна справа потребує ґрунтовних знань, досвіду, широти осягнення всіх обставин, які супроводжують вимірювальний експеримент. Для полегшення виявлення систематичних похибок детальніше класифікуємо їх.

Методичні похибки є типово систематичними. Проаналізувавши метод вимірювання, явища та формули, що закладені в його основу, можна виявити припущення та спрощення, які призводять до виникнення систематичних похибок.

Наприклад, при вимірюванні температури за допомогою термопари необхідно пам’ятати про те, що електрорушійна сила залежить не тільки від вимірюваноі температури, (на жаль не за ідеально лінійною характеристикою), а ще й від температури холодних кінців термопари. Нехтування цими факторами призводить до виникнення систематичних похибок.

Інструментальні похибки також можуть мати чималу систематичну складову частину. Наприклад, неточність градуювання шкали, підгонки додаткових резисторів, шунтів, подільників напруги і т. ін. Систематична інструментальна похибка виникає також при неправильному встановленні приладу на похилій площині замість горизонтальної. При близькому взаємному розташуванні приладів, їх електромагнітні поля взаємодіють між собою, що призводить до спотворення показів систематичними похибками.

Додаткові похибки, що виникають внаслідок застосування 3ВТ в умовах, що виходять за межі нормальних, паспортних, теж можна віднести до систематичних.

Динамічні похибки 3ВT, які проявляються у запізненні показів при вимірюванні швидкозмінних величин, теж іноді можуть бути віднесені до систематичних.

Похибка від взаємодії, яка виникає внаслідок впливу 3ВТ на об’єкт, типово систематична.

Тому завжди треба аналізувати, як зміниться режим роботи об`єкта при підключенні до нього певного ЗВТ та вживати заходів до зменшення цього впливу.

Систематичну складову частину може мати і суб`єктивна похибка, яка визначається індивідуальними особливостями оператора. Виявити її можна порівнянням результатів однотипних спостережень, виконаних різними операторами. Взагалі, для виявлення систематичних похибок буває корисним вивчення та математичне опрацювання різних моделей об`єкта та вимірювального експерименту, побудова графіків і т. ін.