- •Міністерство освіти і науки україни
- •Предисловие
- •1 Основы обеспечения единства измерений
- •1.1 Сущность понятия “измерение”
- •1.2 Единицы физических величин и их системы
- •1.3.1 Эталон единицы длины
- •1.3.2 Эталон единицы массы
- •1.3.3 Эталон единиц времени и частоты
- •1.3.4 Эталон единицы силы электрического тока
- •1.3.5 Эталон единицы температуры
- •1.3.6 Эталон единицы силы света
- •1.3.7 Единица количества вещества
- •1.4 Квантовая метрология
- •1.4.1 Эталон вольта на эффекте Джозефсона
- •1.4.2 Эталон ома на основе квантового эффекта Холла
- •1.5 Передача размеров единицы фв от эталонов рабочим сит
- •1.5.1 Основные принципы
- •1.5.2 Поверочные схемы
- •Первичный эталон
- •1.6 Контрольные вопросы
- •2 Теория погрешностей
- •2.1 Основные положения и определения
- •Погрешности
- •Абсолютные Приведенные Относительные
- •2.2 Вероятностное представление результатов и погрешностей измерений
- •2.3 Случайные погрешности
- •2.3.1 Определение точечных оценок числовых характеристик эмпирических законов распределения случайной погрешности
- •2.3.2 Определение закона распределения случайной погрешности
- •2.3.3 Минимизация случайной погрешности
- •2.4 Грубые погрешности и промахи
- •2.4.1 Критерий Райта
- •2.4.2 Критерий Смирнова
- •2.5 Систематические погрешности
- •2.5.1 Классификация систематических погрешностей
- •2.5.2 Обнаружение систематических погрешностей
- •2.5.3 Компенсация систематических погрешностей
- •2.6 Суммирование погрешностей
- •2.7 Контрольные вопросы, задачи, упражнения
- •3 Обработка результатов измерений
- •По режиму использования си
- •Однократные Многократные
- •Прецизионные Контрольно-поверочные Технические
- •Прямые Косвенные Совместные Совокупные
- •3.1 Прямые измерения
- •3.1.1 Обработка результатов прямых измерений с однократными
- •3.1.2 Обработка прямых измерений с многократными наблюдениями
- •3.1.3 Обработка нескольких групп прямых измерений с многократными наблюдениями
- •3.2 Косвенные измерения
- •3.2.1 Частные случаи вычисления погрешностей при косвенных
- •3.2.2 Критерий ничтожных погрешностей
- •3.3 Совместные измерения
- •3.3.1 Определение параметров линейной зависимости
- •3.3.2 Определение параметров неполиномиальных зависимостей с помощью мнк
- •3.4 Совокупные измерения
- •3.5 Контрольные вопросы, задачи, упражнения
- •4 Средства измерительной техники
- •4.1 Общие положения и определения
- •Мера Компа- Вычислит. Измерительный Измер.
- •4.2. Метрологические характеристики сит и их нормирование
- •4.2.1 Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений
- •4.2.2 Характеристики погрешностей сит
- •4.2.3 Характеристики чувствительности сит к влияющим величинам
- •4.2.4 Динамические характеристики сит
- •4.2.5 Характеристики взаимодействия сит с объектом измерения на входе или выходе сит
- •4.2.6 Неинформативные параметры выходного сигнала сит
- •4.3 Основные методы измерений
- •4.3.1 Метод сопоставления
- •4.3.2 Метод совпадения
- •Отсюда погрешность метода совпадения будет равна
- •4.3.3 Метод замещения
- •4.3.4 Дифференциальный метод
- •4.3.4 Нулевой метод
- •4.4 Обобщенные структурные схемы сит
- •4.4.1 Схема прямого преобразования
- •4.4.2 Структурная схема уравновешенного преобразования
- •2. Режим полного уравновешивания.
- •4.5 Погрешности сит
- •4.5.1 Погрешности квантования
- •4.5.2 Динамические погрешности
- •4.5.3 Погрешность, обусловленная взаимодействием сит с объектом на его входе и выходе
- •4.6 Контрольные вопросы, задачи и упражнения
- •Приложение а
- •Списоклитературы
4.2.2 Характеристики погрешностей сит
Характеристиками второй группы являются характеристики погрешностей СИТ.
Абсолютной погрешностьюСИТ
называется разность между показаниями
СИТ и истинным (действительным) значением
измеряемой ФВ.Погрешность меры–
разность между её номинальным и
действительным значением. Абсолютная
погрешность измерительного преобразователя
может быть выражена в единицах выходной
или входной величин. В последнем случае
абсолютная погрешность определяется
как разность между значением входной
величины
,
(найденной по действительному значению
выходной величины и номинальной
характеристике преобразователя) и
действительным значением
входной величины.
Однако, в большинстве случаев степень точности СИТ характеризует относительная погрешность, т.е. выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой или воспроизводимой данным СИТ величины
,
% .
Обычно
,
поэтому в эту формулу вместо действительного
значения может быть подставлено
номинальное значение меры или показание
измерительного прибора, т.е.
,%.
Если диапазон
измерения прибора охватывает и нулевое
значение измеряемой величины, то
относительная погрешность обращается
в бесконечность в соответствующей ему
точке шкалы. В этом случае пользуются
понятием приведенной
погрешности,
равной отношению абсолютной погрешности
к некоторому нормирующему значению
:
.
В качестве нормирующего значенияпринимается значение, характерное для данного вида измерительного прибора. Это может быть диапазон измерений, верхний предел измерений и т.д.
Характеристики точности (погрешности СИТ) нормируются с помощью классов точности. Класс точности– это обобщенная характеристика СИТ, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений. Способы установления классов точности изложены в ГОСТ 8.401-80“ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования”.При установлении классов точности имеют место следующие формы представления погрешностей СИТ.
1. Если предел допускаемых погрешностей выражается в форме абсолютной погрешности, установленной в виде графика, таблицы или формулы, то класс точности на приборе обозначается с помощью букв латинского алфавита или римских цифр. При этом большей погрешности соответствует больший порядковый номер или буква, находящаяся дальше от начала алфавита. Пределы допускаемых основных погрешностей указываются в этом случае в документации на прибор.
2. Для СИТ, пределы допускаемой погрешности
которых выражают в виде относительных
и приведенных погрешностей, стандарт
установил ряд чисел, применяемых для
обозначения класса точности и
соответствующих значению предела
допускаемых погрешностей
:
,
где
=1;
0; -1; -2 и т.д.
О
бозначение
на шкале прибора класса точности,
выраженного через приведенную
погрешность, может быть двояким 1,5
или 1,5 .
В первом случае нормирующее значение равно пределу измерения (или наибольшему из пределов, если шкала имеет нуль посредине), а во втором – принято равным длине существенно неравномерной шкалы. В этом случае предел абсолютной погрешности выражают, как и длину шкалы, в единицах длины.
В этих случаях определить относительную
погрешность в любой точке шкалы
прибора можно, пользуясь выражением
.
3
.При постоянной относительной погрешностиобозначение класса точности на шкале
прибора имеет вид 1,5 .
В этом случае погрешность соответствует тому значению, на которое показывает указатель.
4. Если относительная погрешность содержит аддитивную (постоянную для данного предела измерения) и мультипликативную (линейно изменяющуюся в пределах диапазона измерения) составляющие, то она вычисляется по формуле
, %
и обозначается на приборе в виде
,
например 0,01/0,02.
Погрешности СИТ определяются экспериментально в процессе государственных испытаний (для стандартизованных СИТ) или метрологической аттестации (для нестандартизованных СИТ).
При разработке СИТ его погрешность можно определить априорно по известным характеристикам, входящих в него блоков.
