Основные принципы выбора средств измерений

Выбор средств измерений должен производиться с учётом погрешностей, допускаемых при измерении и заданных в соответствующих нормативных документах. При выборе средств измерений объёмного или массового расхода, частоты вращения и в связи с тем, что отсутствует нормативная документация регламентирующая определение погрешности измерения этих величин в зависимости от допуска на контролируемый параметр, необходимо задавать предельно допустимую погрешность измерений данных параметров в конструкторской документации на изделие.

Выбор средств измерений по точности должен осуществляться с учётом:– допустимых отклонений на параметры (если не оговорено иначе);– выбранной методики выполнения измерений и достоверности контроля;– требуемой группы исполнения, определяемой условиями их использования в процессе производства, производственного контроля и эксплуатации изделия.

Выбор и назначение средств измерений должен удовлетворять требованиям получения действительных значений измеряемых величин с оптимальной точностью при наименьших затратах времени и материальных средств.

Основными исходными данными для выбора средств измерений являются:– номинальное значение и разность между наибольшим и наименьшим предельными значениями (поле допуска) измеряемой величины, указанные в нормативной, конструкторской или технологической документации;– условия выполнения измерений.

При наличии в конструкторской документации только максимального или минимального значения измеряемой величины должно быть указано значение погрешности, допускаемой при выборе средств измерений.

В случаях, когда обоснованное назначение средств измерений по точности невозможно из-за отсутствия соответствующей нормативной документации, при выборе средств измерений следует руководствоваться следующим правилом: погрешность измерения (с учётом влияющих факторов) не должна превышать 35 процентов от допуска на контролируемый параметр. Погрешность измерения Δ_изм. должна быть незначительной по сравнению с допуском Т контролируемого размера, т.е. Δ_изм.= К_изм.·Т, где К_изм. – коэффициент, равный 0,2–0,35. Значение К_изм. выбирают в зависимости от квалитета: для 2–5 квалитетов К_изм. ≤ 0,35; для квалитетов 6, 7 К_изм. ≤ 0,3; для квалитетов 8, 9 К_изм. ≤ 0,25; для квалитетов 10–16 К_изм. ≤ 0,2. Средство измерения выбирается с ценой деления (разность значений измеряемой величины между двумя соседними отметками шкалы) по следующим рекомендациям: объём измеряемых изделий (n) 50 шт. – цена делений Ц_д ≤ Т/13; n = 100 шт. – Ц_д ≤ Т/15; n = 150 шт. – Ц_д ≤ Т/17.

При выборе по точности измерительных систем погрешность их следует определять путем суммирования погрешностей всех входящих в систему мер, измерительных приборов, измерительных преобразователей по определенному для каждой системы закону.

Какие виды погрешностей измерений применяются на практике? Охарактеризуйте способы их выражения. Объясните особенности систематических и случайных погрешностей и возможные способы их учета.

По форме представления

Абсолютной погрешностью измерений называют разность между измеренным и действительным значениями измеряемой величины:

.

Относительная погрешность — погрешность измерения, выраженная отношением абсолютной погрешности измерения к действительному или измеренному значению измеряемой величины

Приведённая погрешность — погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона.

где — нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:

· если шкала прибора односторонняя, то есть нижний предел измерений равен нулю, то определяется равным верхнему пределу измерений;

· если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.

По причине возникновения

· Инструментальные / приборные погрешности — погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировкишкалы, ненаглядностью прибора.

· Методические погрешности — погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

· Субъективные / операторные / личные погрешности — погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

Инструментальную погрешность подразделяют на основную погрешность и дополнительную погрешности.

Основной погрешностью называют погрешность, имеющую место в случае применения средства измерений в нормальных условиях эксплуатации.

Дополнительной погрешностью называют погрешность средств измерений, которая возникает в условиях, отличающихся от нормальных, но входящих в допустимую рабочую область условий эксплуатации.

По характеру проявления

· Случайная погрешность — составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом в серии повторных измерений одной и той же величины, проведенных в одних и тех же условиях.

· Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определённому закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т. п.), неучтёнными экспериментатором.

· Прогрессирующая (дрейфовая) погрешность — непредсказуемая погрешность, медленно меняющаяся во времени. Она представляет собой нестационарный случайный процесс.

· Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора или если произошло замыкание в электрической цепи).

По способу измерения

· Погрешность прямых измерений.

· Погрешность косвенных воспроизводимых измерений.

· Погрешность косвенных невоспроизводимых измерений - вычисляется по принципу прямой погрешности.