1.2. Метрологические характеристики приборов
Метрологические характеристики приборов позволяют производить их точностные сравнения, оценивать их технические свойства и возможности. Все эксплуатационные свойства измерительных приборов определяются их метрологическими характеристиками, которые приводятся в паспортной документации к приборам. Указанные характеристики обеспечивают необходимое для инженерной практики единство и установление методов контроля. Приведем некоторые определения и обозначения.
Начальное
и конечное значение шкалы отсчетного
ycmpoйствa
–наименьшее
и наибольшее значение измеренной
величины
,
которые указываются на шкале отсчетного
устройства или воспроизводятся цифровым
отсчетным устройством измерительного
средства:
,
,
причем
.
Диапазон
показаний
– интервал,
ограниченный начальным и конечным
значением отсчетного устройства
измерительного средства:
.
Пределы
(верхний
и нижний)
измерений
– наибольшее
в наименьшее значение границ диапазона
изменения измеряемой величины
,
которые могут быть реализованы
измерительным средством:
,
,
причем
.
Диапазон
измерений (преобразований)
– область
значений измеряемой величины
,
для которой определены метрологические
характеристики используемого
измерительного средства:
.
Абсолютная
погрешность
измерения
определяется как разность
.
Граничная
погрешность
измерений
– максимальное значение для модуля
абсолютной погрешности
:
.
Граничная погрешность ставится в
соответствие каждому значению измеряемой
величины
.
Иногда, употребляется термин «граничная
погрешность для некоторого измерительного
средства»: в этом случае подразумевается,
что
является одинаковой для всего диапазона
измерения
,
или
представляет собой максимальное значение
для граничной погрешности в том же
диапазоне.
Относительная
погрешность
измерения
определяется как отношение (для
)
,
(
).
Граничная
относительная погрешность
–
определяется следующим образом:
,
(
).
Приведенная погрешность – отношение абсолютной погрешности к диапазону измерений
,
(
).
Граничная приведенная погрешность определяется отношениями
,
(
).
Основная погрешность – погрешность измерительного средства при значениях действующих факторов, принятых за нормальные.
Дополнительная погрешность – изменение погрешности по отношению к величине основной погрешности, вызванное отклонением действующих факторов от значений, принятых за нормальные.
Класс
точности –
паспортная характеристика точности
измерительного средства, зависящая от
значений граничной погрешности
,
принятой одинаковой или максимальной
для всего диапазона измерений и диапазона
'показаний
.
При определении класса точности
воспользуемся стандартный рядом чисел
,
,
,
,
,
,
,
,
,
.
Сформируем значения граничной
относительной погрешности
и разности
,
.
Пусть
ко множеству
принадлежат индексы
и
,
для которых выполняется неравенство
.
Подберем индексы
и
из множества
,
обеспечивающие минимум положительной
разности
.
Так,
например, если для некоторого прибора
величина
оказывается равной 0,0048, то подбирается
,
и
;
и это означает, что класс точности
рассматриваемого измерительного
средства принимает значение
.
Чувствительность
измерительного средства
представляет oтношение
изменения выходной измеренной величины
к изменению входной измеряемой величины
.
Цена деления шкалы определяется разностью значений величин, соответствующих двум соседним отсчетам шкалы измерительного средства. Цена деления связана с чувствительностью – она равняется числу единиц измеряемой величины, приходящихся на одно деление прибора
.
Продолжительность установления показаний измерительного средства, или время реакции, измеряется от момента начала измерений до момента представления результата измерения на отсчетом устройстве с нормируемой погрешностью.
Стабильность измерительного средства – качество, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств. Изменение метрологических свойств во времени вызывает дополнительные погрешности.
Вопросы для самоконтроля:
1. Чем отличаются многократные измерения от однократных?
2. Как выполняются прямые измерения?
3. Укажите, как реализуются косвенные измерения?
4. Чем отличаются прямые измерения от косвенных?
5. Как классифицируются измерения по виду измеряемых физических величин?
ТЕСТ 1.
Из предложенных Вам ответов на данный вопрос выберите правильный.
1.1. Что понимается под диапазоном измерений?
а) Это область значений измеряемой величины.
б) Это максимальное значение измеряемой величины.
в) Это минимальное значение измеряемой величины.
г) Это среднее значение измеряемой величины.
1.2. Как определяется абсолютная погрешность измерения?
а) Как сумма измеренного и действительного значений измеряемой величины.
б) Как разность между измеренным и действительным значениями измеряемой величины.
в) Как произведение измеренного и действительного значений измеряемой величины.
г) Как частное от деления измеренного значения на действительное значение измеряемой величины.
1.3. Что понимается под чувствительностью измерительного средства?
а) Отношение изменения входной измеренной величины к изменению выходной измеряемой величины
б) Разность между изменением выходной измеренной величины и изменением входной измеряемой величины
в) Сумма изменения выходной измеренной величины и изменения входной измеряемой величины
г) Отношение изменения выходной измеренной величины к изменению входной измеряемой величины
1.4. Что понимается под начальным значением шкалы отсчетного устройства?
а) Наибольшее значение измеренной величины, которые указываются на шкале отсчетного устройства или воспроизводятся цифровым отсчетным устройством измерительного средства.
б) Начальное значение измеренной величины, которые указываются на шкале отсчетного устройства или воспроизводятся цифровым отсчетным устройством измерительного средства.
в) Наименьшее значение измеренной величины, которые указываются на шкале отсчетного устройства или воспроизводятся цифровым отсчетным устройством измерительного средства.
г) Первое деление шкалы отсчетного устройства.
1.5. Что понимается под основной погрешностью измерительного средства?
а) Это наибольшая погрешность измерительного средства.
б) Это погрешность измерительного средства при значениях действующих факторов, принятых за нормальные.
в) Это наименьшая погрешность измерительного средства.
г) Это средняя погрешность измерительного средства.