Типичные составляющие погрешности измерений и причины, их вызывающие

Неадекватность принятой модели контролируемому объекту.

Пример. Прочность запрессовки детали определяет надежность функционирования ответственного узла СТС в условиях чрезвычайных ситуаций. Механическая обработка детали (тела вращения) приводит к определенным отклонениям от правильной цилиндрической формы. Прочность запрессовки детали определяют средним диаметром сечения, который необходимо было бы измерять. С целью упрощения модель детали принимается в виде цилиндра правильной формы, а в качестве измеряемой величины - диаметр описанной окружности. Таким образом, неадекватность принятой модели приводит к соответствующей методической составляющей погрешности измерений.

Отклонения аргументов функции, связывающей измеряемую величину с величиной на "входе" средства измерений (первичного измерительного преобразователя),от принятых значений.

Пример. Измерение массы жидкого топлива в резервуаре осуществляют с помощью поплавкового уровнемера. При этом принимают определенное (номинальное) значение плотности жидкости. Отклонения от принятого значения плотности жидкости (из-за изменений температуры, состава и т.п.) приводят к указанному виду методической составляющей погрешности измерений.

Отклонения разницы между значениями измеряемой величины на "входе" средства измерений и в "точке" отбора (погрешность передачи) от принятых значений

Пример. Измерение абсолютного давления в конденсаторе турбины можно осуществлять с помощью измерительного канала с датчиком абсолютного давления, соединенного с "точкой" отбора импульсной трубкой. При колебаниях давления и температуры плотность среды (конденсата) в импульсной трубке может отклоняться от принятых значений и приводить к колебаниям давления столба среды в импульсной трубке и соответствующей методической составляющей погрешности измерений давления в сосуде.

Отклонение алгоритма вычислений от функции, строго связывающей результаты наблюдений с измеряемой величиной.

Пример. Вместо функции синуса ЭВМ вычисляет соответствующий ряд.

Погрешности отбора и приготовления проб (при химических анализах).

Пример. Пробу отбирают на складе из верхних (доступных) слоев продукта и по той причине она не полностью отражает его средний состав.

Инструментальные составляющие погрешности измерений:

- Основные погрешности и дополнительные статические погрешности средств измерений, вызываемые медленно меняющимися внешними влияющими величинами.

- Погрешности, вызываемые ограниченной разрешающей способностью средств измерений.

- Динамические погрешности средств измерений (погрешности, вызываемые инерционными свойствами средств измерений).

- Погрешности, вызываемые взаимодействием средств измерений с объектом измерений и с предвключенными средства­ми измерений.

Погрешности, вносимые оператором (субъективные погрешности):

- Погрешности считывания значений измеряемой величины со шкал и диаграмм.

- Погрешности обработки диаграмм (без применения технических средств).

- Погрешности, вызванные воздействием оператора на объект и средства измерений (например, теплоизлучение оператора).

При анализе составляющих погрешности измерений целесообразно использовать МИ 1967.

Практические задания.

Одна из методик проверки средств измерений заключается в непосредственном сличении показаний поверяемого средства измерений с эталоном. Согласно данной методике, по результатам измерения необходимо выполнить расчеты по следующим формулам:

(1)

где - абсолютная погрешность при возрастании измеряемой величины, А;

- показания поверяемого амперметра, А;

- показание эталонного амперметра при возрастании измеряемой величины, А;

(2)

где - абсолютная погрешность при убывании измеряемой величины, А;

- показание эталонного амперметра при убывании измеряемой величины, А;

(3)

где - относительная погрешность измерений проверяемым амперметром;

- абсолютное значение наибольшей абсолютной погрешности, А;

- номинальное значение поверяемого амперметра, А;

(4)

где - вариация показаний поверяемого амперметра, %;

(5)

где - допустимое значение абсолютной погрешности поверяемого амперметра, А;

- класс точности поверяемого амперметра;

Задание: определить соответствие амперметра обозначенному на нем классу точности по следующим данным:

Таблица 1 – Технические характеристики оборудования.

Наименование, обозначение прибора	Тип	Предел измерений	Количество делений	Цена деления	Класс точности
Амперметр проверяемый	М903/2	50мА		1мА	1,5
Амперметр эталонный	Э59	50мА		0,5мА	0,5

Таблица 2 – Результаты измерений и вычислений

Показания поверяемого прибора , А	Показания эталона	Абсолютная погрешность	, А	Приведенная погрешность , %	Вариация показаний , %
, А	, А	, А	, А
	12,5
	36,5
	47,5

Необходимо провести расчеты, заполнить недостающие ячейки таблицы 2 и сделать вывод о пригодности амперметра для измерений с заявленным классом точности (K=1.5).

Вспомогательный методический материал и оборудование:

Калькулятор.

Рекомендуемая форма практического занятия:

Самостоятельное выполнение задания.

Исследовательская задача.

Исследовать соответствие требованиям контрольно-измерительного комплекса одной из технических систем, которые могут при развитии аварии на них стать источником чрезвычайной ситуации (например, Центральный распределительный тепловой пункт - ЦТП).