Как правило, поверка должна выполняться не реже одного раза в год.

ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ ПОГРЕШНОСТИ ТОЛЩИНОМЕРОВ δмм

(Техническое описание и инструкция по эксплуатации толщиномеров УТ-93П и “Взлет”)

№	Источник погрешности		δмм
1	Измерение со стороны шероховатой поверхности Rz £ 40 мкм (донная поверхность ровная и гладкая)		+0,1
2	Измерение со стороны шероховатой поверхности 40 £ Rz £ 160 мкм (донная поверхность ровная и гладкая)		+ 0,2
3	Донная поверхность имеет шероховатость порядка Rz » 160 мкм (поверхность ввода ровная и гладкая)		± 0,1
4	Донная поверхность имеет шероховатость порядка Rz » 320 мкм (поверхность ввода ровная и гладкая)		± 0,2
5	Цилиндрическая поверхность ввода (трубы Ø≤ 20мм, погибы труб)		+0,1
	Непараллельность поверхностей ввода и донной ( 3 мм на базовой длине 20мм)		± 0,3
	Измерение толщины в интервале температур от -10 до + 50°С		± 0,1
	Колебания напряжения питания (разрядка батарей)		± 0,1
9	Измерение расстояния до дискового плоскодонного отражателя Ø = 1мм на глубине 10 мм		± 0,3

Если дополнительные погрешности рассматривать как случайные величины с равномерным законом распределения, то интервал, в котором с вероятностью 0,95 находится суммарная погрешность, определяется по формуле

δ = 1,1 √ δ_осн.² + δ₁² + δ₂² +_……..+ δ_n² 32

Аттестация методики выполнения измерений толщины

Метрологическая аттестация методики выполнения измерений – это исследование, направленное на определение значений показателей точности измерений, выполняемых в соответствии с данной методикой.

Выполняется nнезависимых измерений (точки измерения должны находиться на расстояниях не менее 10мм) - Х_i. Действительное значение толщины Х_Д определяется мерительным инструментом.

Вычисление среднего арифметического Хср.

Вычисление систематической составляющей погрешности

Вычисление среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности

Если систематическая погрешность измерения не превышает 1/3 среднего квадратического значения случайных погрешностей ( ), то ею при вычислении суммарной погрешности измерения можно пренебречь.

Наименьшие разряды числовых значений результатов измерения и численного показателя точности должны быть одинаковыми

Интервал, в котором с установленной вероятностью Р находится суммарная погрешность измерений Δв данных конкретных условиях (изделие, прибор, преобразователь, методика настройки прибора) приближенно определяется неравенством

Δс - Кs < Δ < Δс + Кs, где К –функция вероятностиР.

Интервал, внутри которого лежит истинное значение измеряемой толщины, называется доверительным интервалом. Чем выше должна быть надежность оценки измеряемой величины, тем больше должна быть вероятность Р.

Если достаточно измерить толщину с вероятностью (надежностью) Р=0,68, значение К берется равным 1. Для вероятности Р=0,95 (именно эта надежность чаще всего используется в технике) К=2, а для вероятности Р=0,997 значение К=3.

Пример.

При измерении толщины получили ряд значений:

10,2 10,1 10,3 10,0 10,2 10,0 9,9 10,1 10,0 10,4 10,3 10,0 10,0 10,2 10,0

n =15

Среднее значение X_ср= 10,11

Средняя квадратическая ошибка s = 0,15.

Значит, истинное значение толщины будет лежать в диапазоне

9,96………. 10,26 с вероятностью Р=0,68.

Для получения вероятности Р=0,95 следует взять удвоенное значение вычисленной средней квадратической ошибки, то-есть 2s = 0,3. Тогда истинное значение толщины будет лежать в диапазоне

9,81…….10,41 с вероятностью Р=0,95.

Правильная запись результатов измерений будет

10,2; 10,1; 10,3; 10,0; 10,2; 10,0; 9,9; 10,1; 10,0; 10,4; 10,3; 10,0; 10,0; 10,2; 10,0

Погрешность измерений Δ=±0,15 мм, Р=0,68

или

Погрешность измерений Δ=±0,30м. (Если погрешность измерения оценивается с вероятностью 0,95, то эта вероятность при оформлении результатов измерений может не указываться).

Примеры вычисления систематических погрешностей

1.Погрешности, связанные с несовпадением скорости упругих волн в изделии со скоростью введенной в прибор при его настройке ( например, материал образца, по которому проводилась настройка, не соответствует материалу контролируемого изделия).

Скорость звука в изделии С_изд=5800 м/с = 5,8 мм/мкс,

Скорость звука, введенная в прибор при его настройке - С=5920 м/с = 5,92 мм/мкс

Действительная толщина изделия Н_изд= 10мм,

Время распространения УЗ в изделии t изд.= Н изд./ С изд. = 20 /5,8=3,4 мкс

Но прибор настроен на скорость С, и это время приведет к показанию прибора

Н изм.. = tизд х С.= (3,4 х 5,92) / 2=10,2мм.

Следовательно систематическая ошибка D_с=Низм. – Н изд. = +0,2мм.

С

Итак, Н изм. = Низд..

С изд.

Чем больше введенная в прибор при его настройке скорость (по сравнению с изделием), тем больше измеренное значение толщины и, следовательно, больше систематическая ошибка.

2. Погрешности, связанные с измерением при температурах, отличных от нормальной.

Образец для настройки прибора и изделие имеют одинаковую толщину (Н=10мм) и одинаковую скорость УЗ волн при нормальной (t₀= + 20^oC) температуре – С₀=5900 м/с.

Настройка по образцу выполнена при нормальной температуре, а измерение на изделии - при повышенной – t=+60^oC.

Температурный коэффициент скорости для стали К_с= - 0,5.

Скорость в нагретом изделии С=С₀+К_с(t-t₀).

То есть С=5900-0,5(60-20)=5880 м/с.

Тогда Н_изм=10х5,9/5,88=10,03мм, а ∆_с=+0,03мм.

Тот же пример, но – t=480^oC

С=5900-0,5(480-20)=5670м/с, Н_изм=10х5,9/5,67=10,4мм, а ∆_с=+0,4мм.