Определение погрешности средств измерений

На практике для характеристики точности измерений пользуются термином «погрешность измерений».

Погрешность результата измерения - это разница между результатом измерения х_изм и истинным значением х_ист измеряемой величины:

.

Погрешности СИ классифицируют, в частности, по следующим признакам:

1. По способу выражения.

Абсолютная погрешность измерительного прибора - разность между показанием прибора и действительным значением измеряемой величины или выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина.

Δх = х – х_и х – х_д.

Пример: 0,4 В; 2,5 мкм.

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой измерительного прибора.

Пределы абсолютной погрешности средства измерений класса точности 0,2/0,1 можно выразить: (не менее двух вариантов)

- графиком вида

- графиком вида

- уравнением , где Х_k – больший из пределов измерений, х – значение измеряемой величины

Относительная погрешность измерительного прибора - отношение абсолютной погрешности прибора к действительному значению величины, выраженное в процентах.

Приведенная погрешность прибора — отношение (в процентах) абсолютной погрешности прибора к нормирующему значению ух = : верхний предел измерений.

Для приборов, шкала которых содержит нулевую отметку, в качестве нормирующего значения при­нимают размах шкалы прибора .

Например, если прибор имеет шкалу от 0 до 1000 единиц, то х_N =|1000 - 0| = 1000 ед.

6. В зависимости от характера изменения величины погрешности (По характеру зависимости погрешности от входной величины).

Аддитивная погрешность - погрешность, которая искажает результат за счет арифметического суммирования и не зависит от абсолютного значения измеряемой величины. Абсолютные аддитивные погрешности не зависят от чувствительности измерительного прибора и постоянны для всего диапазона измерений. От значений абсолютной аддитивной погрешности зависит наименьшее значение величины, которое может быть определено измерительным прибором. (не зависящие от измеряемой величины!!!)

Мультипликативная погрешность - погрешность, которая изменяется с изменением значений измеряемых величин, например при изменении чувствительности средства измерения. Мультипликативные погрешности пропорциональны значению измеряемой величины и чувствительности прибора. Источники мультипликативной погрешности - действие влияющих величин на параметры элементов и узлов средств измерений. (прямо пропорциональны измеряемой величине)!!

Источником погрешности измерения не является возможное отклонение измерения!!! (является примененный метод измерения, СИ и отклонение условий выполнения измерений от нормальных)

Эталоны. (Технические основы оеи)

Эталон – средство измерения (или комплекс) обеспечивающий воспроизведение и хранение физической величины с целью передачи ее размера другим эталоном и рабочим средством измерения.

Различают следующие виды эталонов:

Первичный эталон – обеспечивает воспроизведение единицы с наивысшей в стране точностью. Ему соподчинены вторичные и рабочие эталоны.

Специальный эталон – обеспечивают воспроизведение единицы в особых условиях и заменяющий для этих условий первичный эталон.

Национальный (государственный) эталон – это первичный или специальный эталон, официально утвержденный в качестве исходного для страны.

Международный эталон – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами. Хранит и поддерживает МБМВ.

Основу эталонной базы России составляет государственные эталоны основных единиц длины, массы (m), времени (c), силы электрического тока (A), термодинамическая температура (К). Кроме первичных и специальных, которые являются государственными, имеются вторичные эталоны (эталоны свидетелей, эталоны сравнения).

Воспроизведение основной единицы– это создание фиксированной по размеру ФВ в соответствии с определением единицы.

По своему метрологическому значению вторичные эталоны делятся на следующие:

1) эталон-копия – предназначен для передачи размера единицы рабочим эталоном. Эталон-копия представляют собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он не всегда является его физической копией;

2) эталон-сравнения – применяется для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом;

3) эталон-свидетель – предназначен для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты;

4) рабочий эталон – применяется для передачи размера единицы рабочим средствам измерения, нижестоящим по поверочной схеме!!! (он заменил термин «образцовое СИ»).

В зависимости от назначения и исполнения эталоны подразделяются следующим образом:

 одиночный эталон, в составе которого имеется одно средство измерений (мера, измерительный прибор, эталонная установка) для воспроизведения и хранения единицы;

 групповой эталон, в состав которого входит совокупность средств измерений одного типа, номинального значения или диапазона измерений, применяемых совместно для повышения точности воспроизведения единицы или ее хранения; за результат измерений обычно принимается среднее арифметическое значение из результатов измерений однотипными средствами измерений или эталонными установками;

 эталонный набор, состоящий из совокупности средств измерений, позволяющих воспроизводить и хранить единицу в диапазоне, представляющем объединение диапазонов указанных средств; эталонные наборы создаются в тех случаях, когда необходимо охватить определенную область значений физической величины, например набор эталонных гирь;

 транспортируемый эталон, иногда специальной конструкции, предназначенный для его транспортировки к местам поверки или калибровки средств измерений или сличений эталонов данной единицы.

Рабочие эталоны могут быть реализованы в виде одиночного эталона (или одиночной меры), в виде группового эталона, в виде комплекса средств измерений и в виде эталонного набора.

Пример одиночного эталона - эталон массы в виде платиноиридиевой гири. Пример группового эталона - эталон-копия вольта, состоящая из 20 нормальных элементов. Пример комплекса средств измерений - эталон единицы молярной доли концентрации компонентов в газовых смесях. В этом виде измерений различные компоненты, различные диапазоны концентраций, различные газы-разбавители создают большое количество измерительных задач с общей постановкой. Поэтому, в этом случае один эталон состоит из нескольких десятков измерительных установок. Пример эталонного набора - набор средств измерения плотности жидкостей для различных участков диапазона.

Эталон должен отвечать трем основным требованиям:

1. неизменность - свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимости единицы ФВ в течение длительного интервала времени . ;

2. воспроизводимось;

3. сличаемость – возможность обеспечения сличения с эталоном других СИ, нижестоящих по поверочной схеме, с наибольшей точностью для достигнутого уровня развития техники измерений.