Учебная программа дисциплины syllabus 1 Данные о преподавателях
жүктеу/скачать 1,21 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Лекция 11. Нормирование метрологических характеристик средств измерений.
| Контрольные вопросы:
Понятие совместных измерений. Понятие совокупных измерений. Понятие динамических измерений. Динамические погрешности. Лекция 11. Нормирование метрологических характеристик средств измерений. Виды средств измерений Средство измерения (СИ) — это техническое средство, предназначенное для измерений, имеющее нормированные метрологические характеристики, воспроизводящее и/или хранящее единицу ФВ, размер которой принимается неизменным (в пределах установленной погрешности) в течение известного интервала времени. Под метрологическими характеристиками (MX) понимают такие характеристики СИ, которые позволяют судить об их пригодности для измерений в известном диапазоне с известной точностью. В отличие от СИ приборы или вещества, не имеющие нормированных MX, называют индикаторами. СИ — это техническая основа метрологического обеспечения. Метрологические характеристики средств измерений Для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью вводят MX СИ с целью: обеспечения возможности установления точности измерений; достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения СИ между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам; определения погрешностей измерительных систем и установок на основе MX входящих в них СИ; оценки технического состояния СИ при поверке. По ГОСТ 8.009—84 устанавливают перечень MX, способы их нормирования и формы представления. Каждая из видов MX по назначению может быть представлена более детально с учетом видов самих измерений и СИ в зависимости от изменений влияющих величин или неинформативных параметров входного сигнала. Неинформативным называется параметр входного сигнала СИ, не связанный функционально с измеряемым параметром. Например, частота переменного тока при измерении его амплитуды. Нормальные метрологические характеристики (НМХ) устанавливаются документами. MX, определенные документами, считаются действительными. На практике наиболее распространены следующие MX СИ. Диапазон измерений — область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ (для преобразователей — это диапазон преобразования). Предел измерения — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения. Для мер — это номинальное значение воспроизводимой величины. Например, у шкалы на рис. 1. начальный участок (-20%) сжат, потому производить отсчеты на нем неудобно. Тогда предел измерения по шкале составляет 50 ед., а диапазон — 10...50 ед. Рисунок 1. Неравномерная шкала СИ 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. Чувствительность — отношение изменения сигнала ∆у на выходе СИ к вызвавшему это изменение изменению ∆х сигнала на входе S = ∆у/∆х. Например, для стрелочного СИ — это отношение перемещения dl конца стрелки к вызвавшему его изменению ах измеряемой величины S=dl/dx. Таким образом, для неравномерных шкал величина S= var, и степень неравномерности шкалы оценивают через коэффициент J = Smax/Smin Для равномерных шкал S = Sср = const и Sср = l/х где xN — диапазон измерений. Поскольку х и у могут быть выражены в различных единицах, то величина S имеет размерность [мм/А],[мм/В],[градус/В] и т.д. Говоря о чувствительности, указывают чувствительность тока, напряжения и т. д. Иногда для оперирования безразмерными единицами вводят понятие относительной чувствительности где х0, у0 — номинальные (или средние) величины. Чувствительность нельзя отождествлять с порогом чувствительности — наименьшим значением измеряемой величины, вызывающим заметное изменение показаний прибора. Величину, обратную чувствительности, называют постоянной прибора С = 1/S. Как правило, выходным сигналом СИ является отсчет (показание) в единицах величины. В этом случае постоянная прибора С равна цене деления. Поэтому для СИ с неравномерной шкалой чувствительность — величина переменная. Вариация (гистерезис) — разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях: Н = │хв -ху│, где хв, ху — значения измерений образцовыми СИ при возрастании и убывании величины х. Следует иметь в виду, что, хотя вариация показаний СИ вызывается случайными факторами, сама она — не случайная величина. Зависимость между выходным и входным сигналом СИ, полученную экспериментально, называют градуировочной характеристикой, которая может быть представлена аналитически, графически или в виде таблицы. Градуировочная характеристика может изменяться под воздействием внешних и внутренних причин. Например, при быстром изменении тока подвижная часть СИ, вследствие инерции, не успевает "следить" за изменением тока. Градуировочная характеристика в этом случае должна выражаться дифференциальным уравнением. Основная MX СИ — погрешность СИ — есть разность между показаниями СИ и истинными (действительными) значениями ФВ Все погрешности СИ в зависимости от внешних условий делятся на основные и дополнительные. Основная погрешность — это погрешность СИ при нормальных условиях эксплуатации. Как правило, нормальными условиями эксплуатации являются: температура 293±5 К или 20±5 "С, относительная влажность воздуха 65±15% при 20 "С, напряжение в сети питания 220 В±10% с частотой 50 Гц±1%, атмосферное давление от 97,4 до 104 кПа, отсутствие электрических и магнитных полей (наводок). В рабочих условиях, зачастую отличающихся от нормальных более широким диапазоном влияющих величин, при необходимости нормируется дополнительная погрешность СИ. Существуют три способа нормирования основной погрешности СИ: - нормирование пределов допускаемой абсолютной (±∆) или приведенной (±γ) погрешностей, постоянных во всем диапазоне измерения; - нормирование пределов допускаемой абсолютной (±∆) или относительной (±σ) погрешностей в функции измеряемой величины; • нормирование постоянных пределов допускаемой основной погрешности, различных для всего диапазона измерений одного или нескольких участков. В качестве предела допускаемой погрешности выступает наибольшая погрешность, вызываемая изменением влияющей величины, при которой СИ по техническим требованиям может быть допущено к применению. То же самое относится и к дополнительным погрешностям. При этом исходят из следующих положений: 1) дополнительная погрешность имеет такой же вид, что и основная (абсолютная, относительная и приведенная); 2) дополнительные погрешности, вызванные различными влияющими факторами, должны нормироваться раздельно. В общем виде суммарная абсолютная погрешность СИ при влияющих факторах ∆∑ =∆0 +√∑∆i2, где ∆0 — основная погрешность СИ; ∆0 — дополнительная погрешность, вызванная изменением i -го влияющего фактора. Иногда дополнительную погрешность нормируют в виде коэффициента, указывающего, "на сколько" или "во сколько." изменяется погрешность при отклонении номинального значения. Например, указание, что температурная погрешность вольтметра составляет ±1% на 10 °С, означает, что при изменении среды на каждые 10 "С добавляется дополнительная погрешность 1%. Вследствие сложности разделения дополнительных и основных погрешностей поверку СИ выполняют только при нормальных условиях (т. е. дополнительные погрешности исключены). Систематическая погрешность СИ — это составляющая общей погрешности, которая остается постоянной или закономерно изменяется при многократных измерениях одной и той же величины. Случайной погрешностью СИ называют составляющую, изменяющуюся при повторных измерениях одной и той же величины случайным образом. Статические погрешности возникают при измерении постоянных величин после завершения переходных процессов в элементах СИ. Динамическая погрешность — разность между погрешностями СИ в динамическом режиме и его статической погрешностью. В соответствии с ГОСТ 8.401—80 для пределов допускаемой основной (и дополнительной) погрешностей предусмотрены различные способы выражения в виде абсолютной, относительной и приведенной погрешности. Литература: 1 осн. [120-132], 3 осн. [3-93]. жүктеу/скачать 1,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|