То технические характеристики средств измерений, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерения.

Они устанавливаются ГОСТ 8.009-84 ГСИ. Нормированные метрологические характеристики.

1. Длина деления шкалы - это расстояние между серединами двух соседних отметок штрихов шкалы.

2. Цена деления шкалы - это разность значений величин между двумя соседними отметками шкалы.

3. Градуировочная характеристика - зависимость между значениями величин на выходе и входе СИ.

Например, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя, номинальное значение однозначной меры, пределы и цена деления шкалы, виды и параметры цифрового кода СИ, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.

4. Диапазон показаний - область значений шкалы, ограниченная наибольшим и наименьшим значениями измеряемой величины.

5. Диапазон измерений - область значений шкалы, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности средства измерения.

6. Чувствительностьприбора - отношение изменения сигнала на выходе к изменению сигнала на входе.

S= / ;[мм/А]; [мм/В]; [⁰С/В];

Для шкальных измерительных приборов абсолютная чувствительность численно равна передаточному отношению.

7. Вариация (нестабильность) показаний прибора - алгебраическая разность между показаниями средства измерения в данной точке диапазона при возрастании и убывании величины.

8. Стабильность средства измерения - неизменность во времени его метрологических характеристик.

9. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений

· функция преобразования измерительного преобразователя - f(x);

· значение однозначной или многозначной меры – у;

· цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;

· вид входного кода, число разрядов кода.

10.Характеристики погрешностей средств измерений:

· систематические D_сист;

· случайные D_сл;

· вариация показаний.

11. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам:

· функция влияния y (x);

· изменения e (x) значений метрологических характеристик, вызванные изменением влияющих величин.

12. Динамические характеристики отражают инерционные свойства СИ при изменении параметров входного сигнала, внешних влияющих величин или нагрузки.

· дифференциальное уравнение, описывающее работу средства измерений;

· передаточная функция;

· переходная характеристика;

· импульсная переходная характеристика;

· амплитудно-фазовая характеристика;

· амплитудно-частотная характеристика для минимально-фазовых средств измерения;

· совокупность амплитудно-фазовых и фозово-частотных характеристик.

Нормы на метрологические характеристики приводятся в документации (паспорте, техническом описании, инструкции по эксплуатации) в виде номинальных значений, функций, формул, таблиц или графиков в ГОСТ 8.009 – 84.

Погрешности средств измерений

1. По характеру проявления (по способу выявления):

· Случайная (изменяющаяся случайным образом (по знаку и значению) при повторных измерениях одной и той же физической величины);

· Систематическая (остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же физической величины).

2. По характеру режима измерений (от условий измерения):

· Динамическая (зависящая от скорости изменения измеряемой величины во времени);

· Статическая (не зависящая от скорости изменения измеряемой величины во времени).

3. По отношению к внешним воздействиям:

· Основная(возникающая при нормальных условиях выполнения измерений);

· Дополнительная (возникает дополнительно к основной погрешности из-за отклонения внешних влияющих величин).

Нормальные условия выполнения измерений

Влияющая величина	Номинальное значение величины
Температура для всех видов измерений	293 К (20оС)
Давление окружающего воздуха	100 кПа…101,3 кПа 750 мм рт. ст.….760 ммрт. ст.
Относительная влажность воздуха дляизмерений:линейных, угловых,массы и спектроскопии	55 % ... 60 %
Плотность воздуха	1,2 кг/м3
Ускорение свободного падения	9,8 м/с2
Напряженность электростатического поля
Уровень шума	Не более 80 дБ

4. По взаимодействию с выходным сигналом (по способу суммирования):

· Мультипликативная;

· Аддитивная.

5. По способу нормирования метрологических характеристик

· Абсолютная;

· Относительная;

· Приведенная.

Погрешность измерений - это отклонение результата измерения, от истинного (действительного) значения измеряемой величины.

Погрешность прибора - это разность между показанием прибора и истинным (действительным) значением измеряемой величины.

Абсолютной называют погрешность измерения, выраженную в тех же единицах, что и измеряемая величина. (0,4 В; 2,5 мкм ...)

D = Х – Х_ист » Х – Х_д;

где Х - результат измерения;

X_ист - истинное значение измеряемой величины;

X_д - действительное значение измеряемой величины.

Относительная погрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к истинному (действительному) значению измеряемой величины и выражается в процентах или долях измеряемой величины:

;

Приведеннаяпогрешность измерения представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к нормированному значению и выражается в процентах или долях измеряемой величины:

g = D / Х_N

Где Х_N - нормируемое значение (как правило, это наибольшее значение прибора)._{__}

Классы точности средств измерений

Учёт всех нормируемых метрологических характеристик - сложная задача. Поэтому средства измерений делят на классы точности.

ласс точности – это обобщенная характеристика СИ, отражающая уровень его точности; выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей и другими характеристиками, влияющими на точность.

Классы точности присваиваются средствам измерений с учётом результатов государственных приёмочных испытаний.

Класс точности выбирают из ряда: (1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6) 10ⁿ , где п = 1; 0; -1; -2 и т.д.

Классы точности по ГОСТ 8.401–80 могут обозначаться:

* буквами (А, В,… М, С…) или римскими цифрами (I, II, III…).

* 0,5; 1,6; 2,5 - для приборов, приведенная погрешность g = D / Х_N которых составляет (0,5; 1,6; 2,5) % от нормирующего значения Х_N = Х_мах;

q - то же, что и в предыдущем случае, но при Х_N равным части шкалы;

- для приборов, у которых относительная погрешность d = D / Х составляет (0,1; 0,4; 1,0) % непосредственно от полученного значения измеряемой величины Х_изм или Х_ист;

* 0,02 / 0,01 - для приборов, у которых измеряемая величина не может отличаться от значения Х, больше, чем на [с + d× (|Х_N ¤ Хизм| - 1)] %, где с = 0,02 и d = 0,01 - соответственно числитель и знаменатель в обозначении класса точности; Х_N – больший (по модулю) из пределов измерений прибора.

1. Погрешность от деформации тонкостенной детали под действием измерительной силы - инструментальная.

2. Составляющая погрешности СИ, не зависящая от значения измеряемой величины – инструментальная.

Рис. 3 .2. Лицевые панели приборов: а – вольтметра класса точности 0,5 с равномерной шкалой; б– амперметра класса точности 1,5 с равномерной шкалой; в – амперметра класса точности 0,02/0,01 с равномерной шкалой; г - мегаомметра класса точности с неравномерной шкалой

Причины возникновения погрешностей измерения

:

1. Погрешности, зависящие от средств измерения.

2. Погрешности, зависящие от установочных мер. (Погрешности от концевых мер длины возникают из-за погрешности изготовления (классы) или погрешности аттестации (разряды), а также из-за погрешности их притирки).

3. Погрешности, зависящие от измерительного усилия.

4. Погрешности, происходящие от температурных деформаций (температурные погрешности).

5. Погрешности, зависящие от оператора (субъективные погрешности):

· погрешность отсчитывания;

· погрешность присутствия (теплоизлучения оператора);

· погрешность действия (вносится оператором при настройке прибора);

· профессиональныепогрешности.

6. Погрешности при отклонениях от правильной геометрической формы.

7. Дополнительные погрешности при измерении внутренних размеров.