1.5 Выбор средств измерений с учетом условий применения

( учет воздействия влияющих величин)

Влияние условий измерения на средства измерений (СИ) проявляется в изменении его метрологических характеристик (МХ). При этом та часть погрешности измерения, которая возникает из-за изменения условий, называется дополнительной погрешностью.

Влияющая величина — это физическая величина, не измеряемая данным средством измерений, но оказывающая влияние на его результаты.

Функция влияния f (Хi) - это зависимость соответствующей МХ от влияющих величин Х1, Х2, Х3,…,Хn.

Функции влияния нормируются формулой, числом, таблицей или задаются в виде номинальной функции влияния и предела допускаемых отклонений от нее.

В соответствии с установленными для конкретных ситуаций диапазонами значений влияющих величин различают нормальные, рабочие и предельные условия измерений.

Нормальные условия измерений устанавливаются в нормативных документах на средства измерений конкретного типа.

Для различных типов СИ нормальные условия могут быть разными.

При нормальных условиях нормируется основная погрешность СИ.

Выбирая СИ следует помнить, что основная погрешность СИ является лишь одной из составляющих погрешности измерений. В связи с этим должен быть строгий учёт и достоверная оценка воздействия влияющих факторов, способствующих увеличению погрешности измерений измерительного прибора за счёт дополнительной погрешности.

При определении погрешности измерений в случае, если величина дополнительной погрешности, вносимой в процессе измерений воздействием влияющих факторов значительна, её необходимо учитывать суммированием с основной погрешностью СИ.

Если рассчитанная погрешность измерения превышает предельно допускаемую погрешность измерений, а расчёт и учёт поправок на величину, равную погрешности, вносимой в процессе измерений воздействием влияющих факторов невозможен, то следует выбрать более точное СИ (или создать условия измерений, уменьшающие воздействие влияющих факторов).

После того, как осуществлен предварительный выбор по точности СИ, производят окончательный выбор СИ (тип СИ) с учётом требований к рабочей области значений влияющих величин, габаритам, массе, особенностям конструкции, соединительным элементам и др.

1.6 Оценка погрешности результата измерения

В данном разделе необходимо исследовать виды погрешностей и причины их возникновения. Оценку погрешности результата измерений конкретным СИ выполняют при разработке МВИ (см.МИ 1967-89).

При измерениях любой физической величины всегда существует погрешность, иногда её не учитывают – это случается, когда ее величина пренебрежимо мала, но, в любом случае, при измерениях мы обязаны ее оценить, вначале на примерном уровне, а затем определить количественно более точно.

Для оценки погрешности результата измерения вычисляют суммарную погрешность измерения.

1.6.1 Структура погрешности измерения

Погрешность измерения (Δ) является суммарной и её структура бывает различной в зависимости от поставленной измерительной задачи и от выбора классификационного признака. Погрешность измерения (Δ) принимает одну из следующих структур ( [2], стр 132):

1.∆ = ∆сл + ∆сист – когда при измерениях существенна случайная составляющая погрешности измерения

∆ сл – случайная составляющая погрешности измерения

∆сист - систематическая составляющая погрешности измерения

2. ∆ = ∆метод + ∆си + ∆осчета(квант) – при аттестации методик измерения (МВИ), при выборе средств измерения, особенно тогда, когда существенна методическая составляющая погрешности (характерно для линейных измерений).

∆метод – методическая составляющая погрешности измерения

∆осчета (квант) – составляющая погрешности измерения, обусловленная субъективными особенностями оператора (∆ квант – погрешность квантования, обусловленная дискретностью представления результата).

3 ∆ =∆си + ∆вл си +∆вл.факторов + ∆ дин – при необходимости определять влияние различных известных факторов на точность измерения.

∆си – инструментальная составляющая погрешности измерения, которая в этом случае представляется как сумма основной и дополнительной погрешности средства измерения (дополнительная погрешность возникает при отклонении условий измерения от нормальных).

∆ вл.си - составляющая погрешности измерения, обусловленная влиянием средства измерения на объект измерения

∆ вл.факторов - составляющая погрешности измерения, обусловленная влиянием на измеряемую величину различных факторов

∆ дин - динамическая составляющая погрешности измерения.

4. ∆ = ∆ ст + ∆ дин + ∆ кин - когда погрешность измерения определяется в основном изменением измеряемой физической величины во времени и, в частности, движением объекта измерения. Например, при измерении размеров деталей в процессе механической обработки; при контроле толщины листа в процессе прокатки.

∆ст – статическая составляющая погрешности измерения,

∆ кин - кинематическая составляющая погрешности измерения,

∆ дин – динамическая составляющая погрешности измерения.

5. ∆ = ∆мульт. + ∆аддит – при выборе методов коррекции.

∆аддит – аддитивная составляющая погрешности измерения,

∆мульт – мультипликативная составляющая погрешности измерения.