Сообщение на тему определение нормируемых метрологических характеристик си
Обновлено: 22.06.2024
1 Путем установления номинальной метрологической характеристики средств измерений данного типа.
2. Путем указания пределов, в которых должно находиться значение нормируемой метрологической характеристики.
Типовые метрологические характеристики групп 1.1 и 2.1 нормируют 1-м способом как номинальные характеристики всех средств измерений данного типа. Номинальную функцию преобразования измерительного преобразователя представляют в виде формулы, таблицы, графика. Линейную функцию преобразования, проходящую через начало координат, допускается представлять коэффициентом преобразования в виде числа. Номинальные значения однозначной или многозначной меры представляют именованными числами.
Для конкретных экземпляров средств измерений, предназначенных для применения не с номинальными (распространяющимися на все экземпляры средств измерений данного типа), а с индивидуальными метрологическими характеристиками, полученными, например, в результате калибровки, соответствующие номинальные характеристики можно не нормировать. В этих случаях обычно применяют 2-й способ нормирования и указывают пределы (граничные характеристики), в которых должна находиться индивидуальная метрологическая характеристика при предусмотренных условиях применения данного средства измерений.
Нормальные и рабочие условия применения средств измерений устанавливаются в нормативно-технических документах на средства измерений. Нормальными считаются условия, при которых зависимостью метрологических характеристик от изменения значений влияющих величин можно пренебречь. Так, для многих типов средств измерений нормальными условиями являются: температура — (293 ± 5) К, относительная влажность — (65 ± 15) %, напряжение в сети питания — 220 В ± 10 %. Рабочие условия отличаются от нормальных более широким диапазоном изменения значений влияющих величин.
При нормировании метрологических характеристик группы 1.2 исходят из того, что правшьпость показаний средств измерений обеспечивается поправкой, точное значение которой для каждого конкретного экземпляра средств измерений неизвестно. Поэтому устанавливают пределы, в которых должна находиться поправка у всех средств измерений данного типа. Прибегают также к ситуационному моделированию и нормируют пределы, в которых должны находиться аналоги числовых характеристик ситуационной модели.
Точность показаний нормируется указанием предельно допустимого значения среднего квадратического отклонения (или его оценки).
Так как показание и поправка суммируются, то может нормироваться аналог среднего квадратического отклонения композиции закона распределения вероятности показания и ситуационной модели поправки.
Нормирование метрологических характеристик группы 1.2 может производиться как для нормальных, так и для рабочих условий. Они представляются либо одним числом, либо функцией (формулой, таблицей, графиком) информативного параметра входного или выходного сигнала.
При нормировании метрологических характеристик группы 1.3 устанавливаются номинальная динамическая характеристика, пределы допускаемых отклонений от нее и граничные динамические характеристики. Они представляются в виде числа, формулы, таблицы или графика.
Во всех случаях представление нормированных метрологических характеристик в виде графика допускается только при одновременном представлении их в виде формулы или таблицы.
Динамические характеристики средств измерений нормируются для нормальных или для рабочих условий применения. В отличие от этого метрологические характеристики группы 2.2 нормируются только для рабочих условий измерений. В рабочих условиях изменение значений влияющих величин начинает сказываться на точности и правильности показаний. Это учитывается функциями влияния. Для разных экземпляров средств измерений данного типа могут различаться как вид этих функций, так и их параметры. Однако в принципе, для всех экземпляров средств измерений данного типа эти функции должны бьггь подобны, а их параметры близки. Поэтому нормируются в качестве номинальных некоторые усредненные функции влияния с указанием их параметров. Нормируются также пределы допускаемых отклонений функций влияния у отдельных экземпляре средств измерений данного типа от номинальной. Если функции влияния у различных экземпляре срдств измерений данного типа существенно различаются между собой, то нормируются граничные функции влияния.
В нормативно-технических документах номинальная функция влияния, пределы допускаемых отклонений от нее и граничные функции влияния представляются в виде числа, формулы, таблицы или графика. Линейную функцию влияния, проходящую через начало координат, допускается представлять коэффициентом влияния в виде числа. Функции влияния прдставляют в координатах, у которых начало отсчета по оси ординат совпадает с нормальным значением влияющей величины на оси абсцисс.
Пределы допускаемых изменений метрлогических характеристик, вызванных изменениями влияющих величин, устанавливают в виде границ зоны вокруг значения метрлогической характеристики при нормальных условиях.
Метрологические характеристики группы 2.3 нормируют для нормальных или рабочих условий путем установления номинальных характеристик и прееделов допускаемых отклонений от них или граничных характеристик. Неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений (группа 2.4) нормируют для рабочих условий путем установления номинальных параметров и пределов допускаемых отклонений от них либо наибольших или наименьших допускаемых значений параметров. Формы представления характеристик, относящихся к группам 2.3 и 2.4, устанавливаются в стандартах на средства измерений конкретных видов или типов.
В зависимости от особенностей использования средств измерений может возникнуть необходимость в том или ином наборе их метрологических характеристик. Так, для вещественных мер и цифроаналоговых преобразователей, аналоговых и цифровых измерительных показывающих и регистрирующих приборов, аналоговых и аналого-цифровых измерительных щхюбразователей нормируются разные наборы метрологических характеристик. Поэтому в нормативно-технических документах на средства измерений конкретных видов или типов следует нормировать комплексы метрологических характеристик из числа установленных в ГОСТ 8.009-84(2003) и (или) в необходимых случаях дополнительно включенных, исходя из специфики назначения средств измерений и технико-экономического обоснования. Рациональность комплекса нормированных метрологических характеристик проверяется при испытаниях средств измерений по ПР 50.2.009-94. Эта проверка должна быть включена в программы испытаний.
Государственная система обеспечения единства измерений
НОРМИРУЕМЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
State system for ensuring the uniformity of measurements. Standardized metrological characteristics of measuring instruments
Дата введения 1986-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 мая 1985 г. N 1503 дата введения установлена 01.01.86
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2006 г.
Настоящий стандарт распространяется на средства измерений и устанавливает номенклатуру метрологических характеристик (MX), правила выбора комплексов нормируемых MX (HMX) для конкретных типов средств измерений и способы нормирования MX в нормативно-технических документах (НТД) на средства измерений: в стандартах общих технических условий и стандартах общих технических требований на средства измерений; стандартах технических условий и стандартах технических требований на средства измерений; в технических условиях на средства измерений; в технических заданиях на разработку средств измерений.
Допускается, по согласованию с Госстандартом, нормировать MX, отличные от указанных в настоящем стандарте, если свойства средств измерений таковы, что по MX, установленным в настоящем стандарте, не могут быть определены результаты измерений и рассчитаны характеристики инструментальной составляющей погрешности измерений, проводимых с помощью средства измерений данного вида или типа.
Стандарт не распространяется на эталоны, поверочные установки и средства измерений, разработанные как образцовые.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. MX средств измерений, установленные стандартом, являются составной частью исходной информации:
для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений;
для расчета MX каналов измерительных систем, состоящих из средств измерений с нормированными MX;
для оптимального выбора средств измерений,
а также предназначены для использования в качестве контролируемых характеристик при контроле средств измерений на соответствие установленным нормам.
1.2. В НТД на средства измерений конкретных видов или типов следует нормировать комплексы MX (см. приложение 1) из числа установленных в настоящем стандарте и (или) в необходимых случаях дополнительно включенных исходя из специфики назначения средств измерений и технико-экономического обоснования.
1.3. Комплекс MX, установленный в НТД на средства измерений конкретных видов или типов, должен быть достаточен для определения результатов измерений (без учета поправки на систематическую погрешность измерений) и расчетной оценки с требуемой точностью характеристик инструментальных составляющих погрешностей измерений, проводимых с помощью средств измерений данного вида или типа в реальных условиях применения. Одновременно MX, входящие в установленный комплекс, должны быть такими, чтобы был возможен их контроль при приемлемых затратах.
1.4. В эксплуатационной документации на средства измерений и (или) в тех НТД, в которых устанавливают конкретные комплексы НМХ средств измерений данного типа, должны быть указаны рекомендуемые методы расчета (в эксплуатационной документации - с примерами) инструментальной составляющей погрешности измерений при применении средств измерений данного типа в реальных условиях в пределах нормированных рабочих условий применения.
В НТД на средства измерений, предназначенные для применения в измерительных системах, должны быть указаны методы расчета MX измерительных систем.
Требование к указанию метода расчета должно быть установлено в государственных и отраслевых стандартах, регламентирующих содержание и структуру НТД видов общих технических требований, общих технических условий, технических требований, технических условий на средства измерений.
1.5. Рациональность комплекса НМХ проверяют при государственных приемочных испытаниях средств измерений по ГОСТ 8.001-80* и ГОСТ 8.383-80*. Эта проверка должна быть включена в программы государственных испытаний средств измерений.
* На территории Российской Федерации действуют ПР 50.2.009-94 .
1.6. В настоящем стандарте не регламентировано установление комплексов (см. приложение 1) индивидуальных MX конкретных экземпляров средств измерений, а также установление комплексов НМХ средств измерений таких типов, для которых нормируют характеристики погрешности средств измерений в рабочих условиях применения (без выделения основной погрешности).
1.7. В НТД на средства измерений, содержащих методику поверки, и в НТД на методики поверки должна быть указана наибольшая допускаемая погрешность поверки, установленная на основании принятых в данных НТД наибольшей допускаемой вероятности признания в результате поверки неисправного экземпляра средства измерений исправным и наибольшего допускаемого отношения реальной характеристики погрешности такого экземпляра средства измерений к ее нормированному пределу.
1.8. Положения настоящего стандарта могут быть применены для нормирования MX нестандартизованных средств измерений.
1.9. Пояснения терминов, используемых в настоящем стандарте, приведены в приложении 3; примеры нормирования MX - в приложении 5; обозначения - в приложении 6.
2. НОМЕНКЛАТУРА МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки)
2.1.1. Функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с неименованной шкалой или со шкалой, отградуированной в единицах, отличных от единиц входной величины, - .
2.1.2. Значение однозначной или значения многозначной меры - .
2.1.3. Цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры.
2.1.4. Вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.
2.2. Характеристики погрешностей средств измерений
2.2.1. Характеристики систематической составляющей погрешности средств измерений выбирают из числа следующих:
значение систематической составляющей или
значение систематической составляющей , математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение систематической составляющей погрешности.
1. Систематическая составляющая погрешности средств измерений рассматривается как случайная величина на множестве средств измерений данного типа.
2. Устанавливать математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение систематической составляющей погрешности целесообразно, если можно пренебречь их изменениями как во времени, так и в зависимости от изменения влияющих величин, или при возможности одновременного нормирования изменений данных характеристик как функции времени и условий применения.
2.2.2. Характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений выбирают из числа следующих:
среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности или
2.2.3. Характеристика случайной составляющей погрешности от гистерезиса - вариация выходного сигнала (показания) средства измерений.
2.2.4. Характеристика погрешности средств измерений - значение погрешности.
Примечание. Погрешность средств измерений рассматривается как случайная величина на множестве средств измерений данного типа.
2.2.5. В НТД на средства измерений конкретных видов или типов допускается нормировать функции или плотности распределения вероятностей систематической и случайной составляющих погрешности.
2.2.6. Характеристика погрешности средств измерений в интервале влияющей величины - такая же, как и по п.2.2.4.
2.2.7. Математические определения статистических характеристик (оценок вероятностных характеристик) погрешности средств измерений приведены в приложении 2.
2.3. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам выбирают из числа следующих
2.3.1. Функции влияния .
2.3.2. Изменения значений MX средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.
2.4. Динамические характеристики средств измерений
2.4.1. Полная динамическая характеристика аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные.
Полную динамическую характеристику выбирают из числа следующих (см. приложение 4):
импульсная переходная характеристика ;
амплитудно-частотная характеристика - для минимально-фазовых средств измерений;
совокупность амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик;
2.4.2. Частные динамические характеристики аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные.
К частным динамическим характеристикам относят любые функционалы или параметры полных динамических характеристик. Примерами таких характеристик являются:
значение резонансной собственной круговой частоты .
2.4.3. Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых измерительных приборов (ЦИП), время реакции которых не превышает интервала времени между двумя измерениями, соответствующего максимальной частоте (скорости) измерений, а также цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).
Для каждого СИ вводятся и нормируются определенные метрологические характеристики (МХ), которые показывают степень соответствия информации об измеряемой величине, содержащейся в выходном сигнале, ее истинному значению. Метрологические характеристики СИ оказывают влияние на результат измерения и его погрешности. МХ, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально – действительными.
Метрологические характеристики СИ позволяют: определить результаты измерений и рассчитать инструментальную составляющую погрешности измерения; произвести оптимальный выбор СИ для обеспечения требуемого качества измерений; сравнить СИ различных типов с учетом условий применения. Выделяют шесть групп нормируемых метрологических характеристик СИ.
Первая группа регламентирует МХ, предназначенные для определения показаний средства измерений: функцию преобразования, значения мер, цену деления или единицу наименьшего разряда кода, в котором представляют результат измерения, вид выходного кода, число разрядов кода.
Функция преобразования Y=F(X) – зависимость информативного параметра выходного сигнала от информативного параметра его входного сигнала. При разработке СИ стремятся к тому, чтобы обеспечить линейную связь между входной и выходной величинами. Тогда функцию преобразования можно записать в виде Y=S×X, где S - коэффициент преобразования (усиление или чувствительность). Функция преобразования (в виде формулы, таблицы, графика) используется для определения значений измеряемой величины с помощью СИ по известному информативному параметру выходного сигнала. Функция X=F -1 (U), обратная функции преобразования, называется градуировочной характеристикой.
Одной из важнейших метрологических характеристик ИП является чувствительность S. Для линейной характеристики чувствительность рассчитывать как отношение величины Y выходного сигнала к величине X входного сигнала S=Y/X.
Величину, обратную чувствительности C=1/S, называют постоянной средства измерений или масштабным коэффициентом. Если функция преобразования F нелинейная, вводится понятие дифференциальной чувствительности Sd=dF(X)/X.
Размерности чувствительности S и дифференциальной чувствительности Sd совпадают; они безразмерны только в том случае, когда X и Y имеют одинаковую размерность. Другой мерой чувствительности нелинейного преобразователя служит безразмерный коэффициент чувствительности =Sd/S (для линейной системы =1).
Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ.
Пределы измерения – наибольшее и наименьшее значения диапазона измерения. Для мер – номинальное значение воспроизводимой величины (например, для кварцевого генератора – значение частоты его колебаний).
Цена деления шкалы – разность значений измеряемой величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Приборы с равномерной шкалой имеют постоянную цену деления, а с неравномерной – переменную. В этом случае нормируют минимальную цену деления.
В цифровых СИ используют нормированные характеристики цифрового кода – вид выходного кода, число его разрядов, цена единицы младшего разряда.
Вторая группа метрологических характеристик определяет основную погрешность без учета динамики процесса измерения, третья группа определяет дополнительную погрешность. Погрешность измерения – отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности измерения делятся на основные и дополнительные.
Основная погрешность – это погрешность СИ при нормальных условиях эксплуатации:
- температура 20±5 о С;
- относительная влажность воздуха 65±15% при 20 о С;
- атмосферное давление 97,4…104 кПа;
- напряжение питания 220 В ±10% с частотой 50 Гц ±1%;
- отсутствие электрических и магнитных полей.
Дополнительная погрешность нормируется, если рабочие условия измерения отличаются от нормальных более широким диапазоном влияющих величин. Обобщенной характеристикой точности средства измерений, определяемой пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей и другими свойствами, является класс точности СИ.
Четвертая группа метрологических характеристик используется для регламентации точности СИ, работающих в динамических условиях, или при динамических измерениях. Динамические характеристики проявляются в том, что на выходной сигнал СИ влияют не только значения входного сигнала, но и любые изменения этих значений во времени.
Пятая группа – импедансные характеристики. Они описывают свойства средства измерений обмениваться энергией с подключенными к нему через входные и выходные цепи объектами. Для электрических СИ – это входные и выходные сопротивления и емкости, для контактных линейных измерений - измерительное усилие.
Шестая группа метрологических характеристик регламентирует диапазоны тех параметров выходного сигнала, которые не содержат непосредственной информации о значении измеряемой величины, но могут влиять на точность измерений.
К неметрологическим характеристикамСИ относят показатели надежности, устойчивости к климатическим и механическим воздействиям, время установления рабочего режима, напряжение питания, потребляемую мощность.
Погрешности СИ
Погрешности средств измерений, называемые также инструментальными погрешностями, классифицируют по нескольким признакам.
По форме представления погрешности средств измерений разделяют на абсолютные, относительные и приведенные. Если абсолютная погрешность не зависит от измеряемой величины (ΔСИ=a), она называется аддитивной. Максимально допустимое значение относительной погрешности (δСИ=a/x) определяет нижний предел диапазона измерений данного СИ. Примеры аддитивных погрешностей – от неточной установки на нуль стрелки прибора перед измерением, от термо-ЭДС в цепях постоянного тока.
В случае, когда абсолютная погрешность пропорциональна измеряемой величине (ΔСИ=b·x), ее называют мультипликативной; относительная погрешность в этом случае остается неизменной во всем диапазоне измерений (δСИ=b). Причинами мультипликативных погрешностей могут быть: изменение коэффициента усиления усилителя, изменение жесткости мембраны манометра или пружины прибора, изменение опорного напряжения в цифровом вольтметре. Абсолютная погрешность, имеющая сложный характер зависимости от измеряемой величины, называется нелинейной.
Приведенная погрешность – это относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерений отнесена к условно принятому (нормирующему) значению xн: γ = Δ / xн. Для аналоговых СИ в качестве нормирующего чаще всего принимают наибольшее значение по шкале прибора.
В зависимости от характера изменения во времени измеряемых величин погрешности СИ делят на статические и динамические. Статическая погрешность – это погрешность средства измерения в случае, когда измеряемая величина остается неизменной во время измерения. Динамической называют погрешность, которая возникает дополнительно при измерении переменной величины и обусловлена несоответствием реакции СИ на скорость (частоту) изменения измеряемого сигнала.
Специфической разновидностью погрешности СИ, возникающей в цифровых приборах и дискретных преобразователях, является погрешность квантования. При плавном измерении входной величины цифровой прибор не может дать других показаний, кроме ряда дискретных значений. Поэтому при номинально линейной функции преобразования реальная характеристика цифрового прибора представляет собой ступенчатую кривую (“лесенку”). Текущая разность номинальной и реальной характеристик цифрового прибора и составляет погрешность квантования. Эту погрешность можно определить как инструментальную случайную аддитивную статическую погрешность.
Нормируемые метрологические характеристики средств измерений. Абсолютные и относительные, случайные и систематические, основные и дополнительные, инструментальные и методические погрешности. Классы точности средств измерения. Эталоны единиц величин.
| Рубрика | Производство и технологии |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 15.06.2014 |
| Размер файла | 33,6 K |
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Содержание
Обработка результатов прямых многократных измерений
Классы точности средств измерения
Эталоны единиц величин
Развитие науки и техники, повышение требований к качеству продукции и эффективности производства привели к радикальному изменению требований к измерениям. Один из основных аспектов этих требований - обеспечение возможности достаточно достоверной оценки погрешности измерений. Отсутствие данных о точности измерений или недостаточно достоверные ее оценки полностью или в значительной степени обесценивают информацию о свойствах объектов и процессов, качестве продукции, об эффективности технологических процессов, о количестве сырья, продукции и т. п., получаемую в результате измерений.
Погрешности измерений
Погрешность результата измерения -- это отклонение результата измерений (Хизм) от истинного (действительного) значения (Хист(действ) измеряемой величины. Чаще всего она указывает границы неопределенности значения измеряемой величины. Погрешность средства измерения -- разность между показанием средства измерения и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Она характеризует точность результатов измерений, проводимых данным средством. Эти два понятия во многом близки друг другу и классифицируются по одинаковым признакам. По форме представления погрешности разделяются на абсолютные, относительные и приведенные.
Погрешность измерений, как правило, представляют в виде абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины
или в виде относительной погрешности д -- отношения абсолютной погрешности к истинному (действительному) значению измеряемой величины или принятому опорному значению (ГОСТ Р ИСО 5725) или в процентах.
Для указания и нормирования погрешности средств измерений используется еще одна разновидность погрешности -- приведенная. Приведенная погрешность средства измерений -- это относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона:
По закономерностям проявления погрешности измерений делятся на систематические и случайные.
Систематическая погрешность - одна из составляющих погрешности результата измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющейся при повторных измерениях одной и той же измеряемой величины. Эти погрешности могут быть выявлены, изучены и результат измерения может быть уточнен путем введения поправок, если числовые значения этих погрешностей определены, или путем исключения влияния этой систематической погрешности без ее определения. Чем меньше систематическая погрешность, тем ближе результат измерения к истинному значению измеряемой величины, тем выше качество и правильность измерений. Систематическая погрешность данного средства измерений, как правило, отличается от систематической погрешности другого экземпляра средства измерений этого же типа.
В зависимости от характера изменения систематические погрешности подразделяют на постоянные и переменные.
Наиболее часто встречаются постоянные погрешности, которые сохраняют свое значение в течение всего периода выполнения измерений.
Переменные погрешности -- это погрешности, изменяющие свое значение в процессе измерения. Они могут быть непрерывно возрастающими или убывающими. Эти погрешности определяются процессами износа или старения узлов и деталей средств измерения. К ним могут относиться погрешности от износа контактирующих деталей средств измерения, старения отдельных элементов (конденсаторов, резисторов и т.д.) средств измерения. В настоящее время существует много способов определения систематической погрешности средств измерений.
Один из них -- это сравнение результатов измерения одной и той же величины, полученных с помощью изучаемого и эталонного средства измерения.
Случайными называются погрешности, изменяющиеся случайным образом (по знаку и значению) при одинаковых повторных измерениях одной и той же величины. Эта погрешность возникает в результате влияния на процесс измерения многочисленных случайных факторов, учесть которые достаточно сложно. Поэтому случайные погрешности не могут быть исключены из результата измерения в отличие от систематических.
К случайным погрешностям, как правило, относится и промах (грубая погрешность измерений), характеризующийся тем, что погрешность результата отдельного измерения, входящего в ряд измерений, для данных условий резко отличается от остальных результатов этого ряда. Причинами этого вида погрешностей являются ошибки оператора, неисправность измерительных приборов резкое изменение условий наблюдения, ошибки в записях и вычислениях и др.
По условиям проведения измерений погрешности средств измерений разделяются на основные и дополнительные.
Основной называется погрешность средства измерений, применяемого в установленных условиях, которые называются нормальными. Эти условия устанавливаются в нормативно-технических документах на данный вид или тип средств измерений (температура окружающей среды, влажность, давление, напряжение питающей электрической сети и др.) и при них нормируется его погрешность. Значения погрешностей средств измерений, эксплуатируемых в условиях, отличающихся от нормальных, будут различными и плохо контролируемыми. Составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального его значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений, называется дополнительной погрешностью.
Инструментальная погрешность обусловлена несовершенством средств измерений и его конструктивными особенностями. Иногда эту погрешность называют приборной или аппаратурной.
Методическая погрешность обусловлена несовершенством и недостатками применяемого в средстве измерений метода измерений и упрощений при разработке конструкции средства измерений, а также возможными недостатками методик измерений.
Субъективная (личная) погрешность измерения обусловлена погрешностью отсчета оператором показаний по шкале средства измерений вследствие индивидуальных особенностей оператора (внимание, зрение, подготовка и др.). Эти погрешности практически отсутствуют при использовании автоматических или автоматизированных средств измерений.
По характеру измерения величины погрешности средства измерений разделяются на статические и динамические.
метрологический измерение погрешность эталон
Обработка результатов прямых многократных измерений
Прямые многократные измерения делятся на равно- и неравноточные. Равноточные измерения -- это ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью. Перед проведением обработки результатов измерений необходимо убедиться в том, что все измерения этого ряда являются равноточными. В большинстве случаев при обработке прямых равноточных измерений исходят из предположения закона нормального распределения результатов и погрешностей измерений.
Неравноточные измерения - это измерения какой-либо величины, выполненные различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях. Обработку таких измерений проводят с учетом оценки доверия к тому или иному отдельному результату измерения, входящему в ряд неравноточных измерений.
Классы точности средств измерений
В повседневной практике при эксплуатации средств измерений принято нормирование метрологических характеристик на основе классов точности средств измерений. Под классом точности понимается обобщенная характеристика данного типа средств измерений, определяемая пределами допускаемых значений основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность выполненных с их использованием измерений.
Пределы допускаемой основной абсолютной погрешности устанавливают по формулам:
если границы абсолютной погрешности средств измерений практически неизменны в пределах диапазона измерений:
если границы абсолютной погрешности изменяются практически линейно:
где A -- пределы допускаемой основной абсолютной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы; х -- значение измеряемой величины на входе (выходе) средств измерений или число делений, отсчитанных по шкале прибора;
a, b -- положительные числа, не зависящие от x. В обоснованных случаях пределы допускаемой абсолютной погрешности устанавливают по более сложным формулам.
Классы точности средств измерений обозначаются условными знаками (буквами, цифрами). Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых выражают в форме приведенной погрешности или относительной погрешности, классы точности обозначаются числами, равными этим пределам в процентах.
Чтобы отличить относительную погрешность от приведенной, обозначение класса точности в виде относительной погрешности обводят кружком.
Если погрешность нормирована в процентах от длины шкалы, то под обозначением класса ставится знак.
Пределы всех основных и дополнительных допускаемых погрешностей выражаются не более чем двумя значащими цифрами, при этом погрешность округления при вычислении пределов не должна превышать 5%.
Утверждение типа средств измерений
Утверждение типа средств измерений является формой государственного регулирования и проводится в целях обеспечения единства измерений, постановки на производство и выпуска в обращение средств измерений, соответствующих требованиям, установленным в нормативных документах. Тип средств измерений, применяемых в сфере государственного обеспечения единства измерений, подлежит обязательному утверждению.
Утверждения типа средств измерений включают:
-испытания средств измерений для целей утверждения типа;
-принятие решения об утверждении типа, его государственную регистрацию и выдачу свидетельства об утверждении типа;
-нанесение знака утверждения типа средств измерения,
-регистрацию в Федеральном информационном фонде по обеспечению единства измерений.
Эталоны единиц величин
Одной из основных задач метрологии является необходимость обеспечения единства измерений. Под единством измерений понимается такое состояние измерений, которое характеризуется тем, что их результаты выражаются в узаконенных единицах величин, а погрешности результатов измерений известны и с заданной вероятностью не выходят за установленные границы. Обеспечением единства измерений занимаются метрологические службы, одной из задач которых является деятельность, направленная на достижение и поддержание единства измерений в соответствии с законодательными актами, а также правилами и нормами, установленными национальными стандартами и другими нормативными документами по обеспечению единства измерений.
Под эталоном единицы величины понимается средство измерений или комплекс средств измерений, обеспечивающий воспроизведение, хранение и передачу ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерений и утвержденный в качестве эталона в установленном порядке. Конструкция эталона, его свойства и способ воспроизведения единицы определяются природой данной величины и уровнем развития измерительной техники в данной области измерений. Эталон должен обладать, по крайней мере, тремя тесно связанными друг с другом существенными признаками -- неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.
Неизменность -- свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы в течение длительного интервала времени. При этом все изменения, зависящие от внешних условий, должны быть строго определенными функциями величин, доступных точному измерению.
Воспроизводимость -- возможность воспроизведения единицы величины с наименьшей погрешностью для достигнутого уровня развития техники измерений.
Сличаемость -- возможность обеспечения сопоставления с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, с наибольшей точностью для достигнутого уровня развития техники измерений.
Дадим основные понятия, которые входят в определение эталона, -- воспроизведение, хранение и передача.
Воспроизведение единицы величины -- совокупность операций по материализации этой единицы величины с помощью государственного первичного эталона. Различают воспроизведение основных и производных единиц.
Передача размера единицы величины - это приведение размера единицы величины, хранимой средством измерений, к размеру единицы величины, воспроизводимой эталоном данной единицы величины или стандартным образцом. Размер единицы величины передается от более точных средств измерений к менее точным.
Хранение единицы величины -- это совокупность операций, обеспечивающих неизменность во времени размера единицы, присущего данному средству измерений.
Различают следующие виды эталонов:
Первичный -- обеспечивает воспроизведение единицы величины с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же единицы) точностью; первичный эталон, утвержденный в этом качестве в установленном порядке и применяемый как исходный на территории Российской Федерации, называется государственным. Примером первичного государственного эталона является комплекс средств измерений для воспроизведения килограмма с помощью плати-ноиридиевой гири и эталонных весов;
Специальный -- воспроизводит единицу величины в особых условиях, когда прямая передача размера единицы от существующих эталонов технически неосуществима с требуемой точностью (высокие и сверхвысокие частоты, энергии, давления и т.д.) и заменяет в этих условиях первичный эталон;
Вторичный -- эталон, получающий размер единицы непосредственно от первичного эталона данной единицы. Вторичные эталоны широко используются в метрологической практике, создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ, а также для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственных эталонов;
Сравнения -- эталон, применяемый для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличены друг с другом;
Рабочий -- эталон, предназначенный для передачи размера единицы рабочим средствам измерений. Рабочее средство измерений -- это предназначенное для измерений техническое средство, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие или хранящие единицу величины, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение определенного интервала времени. При необходимости рабочие эталоны подразделяются на разряды -- 1-й, 2-й.. n-й;
Исходный -- эталон, обладающий наивысшими метрологическими свойствами в данной лаборатории, организации, на предприятии, от которых передают размер единицы подчиненным эталонам и имеющимся средствам измерений. Исходным эталоном в стране служит первичный эталон, исходным эталоном для республики, региона, министерства или предприятия может быть вторичный или рабочий эталон.
Кроме национальных эталонов, признанных официальным решением в качестве исходных для одной страны, существуют международные эталоны, которые принимаются по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ними размеров единиц, воспроизводимых и хранимых национальными эталонами. В качестве примера международного эталона можно привести эталон единицы массы -- 1 килограмм, воспроизведенный в виде платиноиридиевой гири, хранящейся в Международном бюро мер и весов. Государственные первичные эталоны единиц величин подлежат сличению с эталонами единиц величин Международного бюро мер и весов и национальными эталонами единиц величин иностранных государств.
Список литературы
Подобные документы
Метрологические характеристики, нормирование погрешностей и использование средств измерений. Класс точности и его обозначение. Единицы средств измерений геометрических и механических величин. Назначение и принцип работы вихретоковых преобразователей.
контрольная работа [341,3 K], добавлен 15.11.2010
Общая характеристика объектов измерений в метрологии. Понятие видов и методов измерений. Классификация и характеристика средств измерений. Метрологические свойства и метрологические характеристики средств измерений. Основы теории и методики измерений.
реферат [49,4 K], добавлен 14.02.2011
Общие вопросы основ метрологии и измерительной техники. Классификация и характеристика измерений и процессы им сопутствующие. Сходства и различия контроля и измерения. Средства измерений и их метрологические характеристики. Виды погрешности измерений.
контрольная работа [28,8 K], добавлен 23.11.2010
Классификация погрешностей по характеру проявления (систематические и случайные). Понятие вероятности случайного события. Характеристики случайных погрешностей. Динамические характеристики основных средств измерения. Динамические погрешности измерений.
курсовая работа [938,8 K], добавлен 18.04.2015
Средство измерений как техническое средство снятия параметров, имеющее нормированные метрологические характеристики. Порядок разработки и требования к методикам поверки средств измерения, сущность методов поверки, их классификация и порядок сертификации.
Читайте также: