Лекция 8. Организация и проведение измерений.

План лекции

1. Метрологические характеристики и классы точности средств измерений.

2. Подготовка к измерениям и проведение измерений.

Метрологические характеристики и классы точности средств измерений.

Важнейшими свойствами средств измерений являются те, от которых зависит качество (точность) получаемой с их помощью измерительной инфор­мации. Эти свойства определяются метрологическими характеристиками средств измерений.

Метрологическими характеристиками средств измерений называют характеристики, оказывающие влияние на результаты измерений и их точность.

Для каждого вида средств измерений нормируется определенный ком­плекс метрологических характеристик, указываемый в нормативной докумен­тации на средство измерений. В этот комплекс должны включаться такие ха­рактеристики, которые позволяют определить погрешность данного средства измерений в известных рабочих условиях его применения.

В качестве примера назовем некоторые метрологические характеристики:

- функция преобразования - это функциональная зависимость между информативными параметрами входного и выходного сигналов средств измерений;

- чувствительность средства измерений - это отношение приращения выходного сигнала (∆у) средства измерений к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала (∆ х);

- диапазон измерений - это область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности средств измерений;

- диапазон показаний - это область значений шкалы, ограниченная начальными и конечными значениями шкалы;

- цена деления шкалы - разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

Важной метрологической характеристикой средства измерений является погрешность, которую оно вносит в результат измерения.

Важно отметить, что средства измерений можно использовать по назна­чению, если известны их метрологические характеристики. Сведения о номи­нальных значениях тех или иных характеристик и допускаемые отклонения от них приводят обычно в нормативно-технической документации на средства из­мерений, а наиболее важные из них указывают на самих средствах.

Установление номинальных значений и границ допускаемых отклоне­ний реальных метрологических характеристик средств измерений от их номи­нальных значений называют нормированием метрологических характеристик.

Классом точности средств измерений называется обобщенная характе­ристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измере­ний, влияющими на точность.

За предел допускаемой погрешности средства измерений прини­мается наибольшая (без учета знака) погрешность средства измерений, при которой оно (средство измерений) может быть признано годным и допущено к примене­нию.

В соответствии с определением класса точности норми­рованию подлежат основные и дополнительные погрешности; если же измене­ние погрешности во всей рабочей области значений влияющих величин состав­ляет менее половины, то дополнительная погрешность может не нормировать­ся. Таким образом, непосредственно класс точности определяет основная до­пускаемая погрешность.

Класс точности средства измерений дает количественную оценку границ погрешности СИ и не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств.

Установлены единые условные обозначения классов точности:

1,5; 0,5; 0,02/0,1; 2,5; В (V). Рассмотрим смысл обозначений классов точности.

1. Классы точности измерительных приборов, обозначаемые арабскими числами 1,5; 2,5, равны пределу допускаемой приведенной погрешности  γ в% от нормирующего значения Хн, выраженного большим из пределов измерений.

Абсолютная погрешность измерительного прибора с таким условным обозначением класса точности не будет превышать значение, определенное из формулы:

∆ ≤ ± γ ∙ Х_н  ÷ 100

Например, для вольтметра класса точности 2,0 и шкалой 0........ 200 В (Хн = 200 В) абсолютная погрешность при измерениях не будет превышать:

∆ ≤ ± 2,0 ∙ 200 ÷ 100 = 4,0 В

2. Классы точности измерительных приборов, обозначаемые арабскими числами «в уголке» 0,5; 1,5 численно соответствуют пределу приведенной по­грешности γ в % от нормирующего значения Хн, равного модулю разности верхнего (Х_в) и нижнего пределов измерения (X _нижн.)

Хн =| Х_в - X _нижн |

Например, для вольтметра класса 1,0 и шкалой 10...........100 В (Хн = 90В) абсолютная погрешность при измерениях не будет превышать

∆ ≤ ± 1,0 ∙ 90 ÷ 100 = 0,9 В

Особенностью измерения приборами с классом точности по приведен­ной погрешности является то, что их точность измерения в начале шкалы будет существенно меньшей и максимальной (для данного прибора) вблизи конечной отметки шкалы.

Поэтому при пользовании такими приборами для уменьшения погреш­ности измерения отсчет результатов измерения необходимо производить в по­следней третьей части шкалы.

3. Классы точности измерительных приборов, обозначаемые арабскими числами «в кружке» (0,5); (2,5) численно соответствуют пределу относитель­ной погрешности в процентах.

Абсолютная погрешность такого измерительного прибора не будет пре­вышать значения, определенного по формуле:

∆ ≤ ±  δ ∙ Х  ÷ 100

где Х – измеренное прибором значение величины.

4. Классы точности измерительных приборов, обозначаемые числами
через косую черту 0,02/0,1 численно совпадают с коэффициентами двухчлен­-
ной формулы для определения относительной погрешности δ.

5. Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности
которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей, класс точности
обозначается прописными буквами латинского алфавита (В) или римскими
цифрами (V). Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы до­-
пускаемых погрешностей, должны соответствовать буквы, находящиеся ближе
к началу алфавита, или цифры, означающие меньшие числа.