Метрологические характеристики средства измерений

Метрологическая характеристика средств измерений – это характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений и на его погрешность.

1. Для каждого типа средств измерений устанавливают свои метрологические характеристики.

2. Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называют нормируемыми метрологическими характеристиками, а определяемые экспериментально - действительными метрологическими характеристиками

Метрологические характеристики средств измерений обеспечивают:

•возможность установления точности измерений;

•достижение взаимозаменяемости и сравнение средств измерений между собой;

•выбор нужных средств измерений по точности и другим характеристикам;

•определение погрешностей измерительных систем и установок;

•оценку технического состояния средств измерений при их поверке.

На практике наиболее распространены следующие метрологические характеристики средств измерений:

•Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности средств измерений;

•Предел измерения — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения. Для мер — это номинальное значение воспроизводимой величины.

Например, у шкалы (рис. 1.5.) начальный участок (-20 %) сжат и производить отсчеты на нем неудобно. Поэтому предел измерения по шкале составляет 50 ед., а диапазон измерения— 10 — 50 ед.

•Шкала измерительного прибора - градуированная совокупность ток и цифр на отсчетном устройстве средства измерения, соответствующих ряду последовательных значений измеряемой величины. Различают равномерные и неравномерные шкалы.

•Цена деления шкалы — разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Приборы с равномерной шкалой имеют постоянную цену деления, а с неравномерной — переменную. В этом случае нормируется минимальная цена деления.

•Младший разряд – последняя цифра после запятой у электронных приборов (т.е. если прибор показывает 4,01 мА, т.е. младший разряд равен 0,01 мА)

•Чувствительность – это свойство средства измерений, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины.

Поверочная схема- это нормативный документ, устанавливающий систему передачи размера единицы физической величины (далее - единицы) от государственного эталона или исходного образцового средства измерений рабочим средствам измерений.

Поверочные схемы в зависимости от области распространения подразделяют на следующие виды:

государственные поверочные схемы;

ведомственные поверочные схемы;

локальные поверочные схемы.

Государственная поверочная схема распространяется на все средства измерений данной физической величины, применяемые в стране.

Ведомственная поверочная схема распространяется на средства измерений, подлежащие поверке внутри ведомства.

Локальная поверочная схема распространяется на средства измерений, подлежащие поверке в данном органе государственной или ведомственной метрологической службы.

Ведомственные и локальные поверочные схемы не должны противоречить государственным поверочным схемам для средств измерений тех же физических величин.

Поверочная схема должна включать в себя не менее двух ступеней передачи размера единицы.

Ступень передачи	Графическое изображение
От эталона или образцового средства измерений (далее - эталона) 1 объекту поверки 5 методом 3
От эталона 1 объектам поверки 5 и 6 методом 3

Эталон единицы физической величины (англ. measurement standard) – средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и (или) хранения единицы и передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденное в качестве эталона в установленном порядке.

Первичный эталон (англ. primary standard) – эталон, обеспечивающий воспроизведение единицы с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью.
Примечание. Метрологические свойства первичных эталонов единиц величин устанавливают независимо от других эталонов единиц этих же величин.

Вторичный эталон (англ. secondary standard) – эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы.
Примечание. К вторичным эталонам относят эталоны-копии, рабочие эталоны и эталоны сравнения.

Рабочий эталон (англ. working standard) – эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений.

Рабочее СИ –предназначено для измерений, не связанных с передачей единицы другим СИ

Государственный первичный эталон – первичный эталон, признанный решением уполномоченного на то государственного органа в качестве исходного на территории государства.
Пример. Государственные эталоны метра, килограмма, секунды, ампера, кельвина, канделы, ньютона, паскаля, вольта, беккереля.

Национальный эталон (англ. national standard) – эталон, признанный официальным решением служить в качестве исходного для страны.
Примечание. Данное определение соответствует VIM-93 [1]. Оно по существу совпадает с определением понятия государственный эталон. Это свидетельствует о том, что термины государственный эталон и национальный эталон отражают одно и то же понятие. Вследствие этого термин национальный эталон применяют в случаях проведения сличения эталонов, принадлежащих отдельным государствам, с международным эталоном или при проведении так называемых круговых сличений эталонов ряда стран.

Международный эталон (англ. international standard) – эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами.
Пример. Международный прототип килограмма, хранимый в МБМВ, утвержден 1-й Генеральной конференцией по мерам и весам (ГКМВ).

Передача размера единицы – приведение размера единицы физической величины, хранимой поверяемым средством измерений, к размеру единицы, воспроизводимой или хранимой эталоном, осуществляемое при их поверке (калибровке).
Примечания:

· Нередко при поверке (калибровке) измеряют одну и ту же физическую величину поверяемым средством измерения и эталоном с целью установления разности в их показаниях и введения поправки (в показание поверяемого средства измерений).

· Размер единицы передается «сверху вниз» в соответствии с числом ступеней передачи, установленным поверочной схемой.

Аттестация эталонов- это процедура, регламентирующая непосредственное присвоение статуса эталона средства измерений утвержденного типа, либо выпускаемым из производства эталонам единиц величин. По результатам аттестации эталона присваивают номер эталону единицы величины и выдают свидетельство об аттестации эталона единицы величины.

Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значение невозможно. За истинное значение берут действительное, которое получают по эталону.

- абсолютная погрешность измерения (ΔХ_изм) представляет собой разность между измеренной величиной и истинным или действительным значением этой величины:

ΔХ_изм=Х-Х_д.

- относительная погрешность измерения (δ) представляет собой отношение абсолютной погрешности измерения к действительному значению измеряемой величины. Относительная погрешность выражается в долях или в процентах.

- приведенная погрешность измерения (γ) представляет собой отношение абсолютной погрешности к нормированному значению величины, т.е.

Х_N – нормированное значение измеряемой величины (максимальное значение измеряемой величины, но чаще диапазон).

В качестве Х_N принимается:

а) диапазон измерения, если 0 находится в центре шкалы: Х_N = Х_max – X_min

N=90

б) максимальное значение шкалы, если 0 находится в начале шкалы или отсутствует: Х_N = Х_max - Класс точности – это обобщенная характеристика СИ, определяемая пределами основной и дополнительной ПГ, а также другими свойствами СИ, влияющими на точность, присваивают по результатам испытаний, согласно стандартов и технических условий на отдельные СИ

По этой погрешности чаще всего делается вывод о пригодности СИ к эксплуатации, для чего сравнивают полученное значение с паспортными данными.