Учебная программа дисциплины syllabus 1 Данные о преподавателях
жүктеу/скачать 1,21 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Лекция 13. Классы точности средств измерений.
| Контрольные вопросы:
Абсолютная погрешность. Формы представления абсолютной погрешности. Аддитивная погрешность. Мультипликативная погрешность. Приведенная погрешность. Лекция 13. Классы точности средств измерений. Приведенная в предыдущем параграфе номенклатура MX в известном смысле предполагает строгое нормирование MX СИ, используемых при высокоточных лабораторных измерениях и метрологической аттестации, других СИ. При технических измерениях, когда не предусмотрено выделение случайных и систематических составляющих, когда не существенна динамическая погрешность СИ, когда не учитываются влияющие (дестабилизирующие) факторы и т.д., можно пользоваться более грубым нормированием — присвоением СИ определенного класса точности по ГОСТ 8.401—80. Класс точности — это обобщенная MX, определяющая различные свойства СИ. Например, у показывающих электроизмерительных приборов класс точности помимо основной погрешности включает также вариацию показаний, а у мер электрических величин — величину нестабильности (процентное изменение значения меры в течение года). Класс точности СИ уже включает систематическую и случайную погрешности. Однако он не является непосредственной характеристикой точности измерений, выполняемых с помощью этих СИ, поскольку точность измерения зависит и от метода измерения, взаимодействия СИ с объектом, условий измерения и т.д. В частности, чтобы измерить величину с точностью до 1%, недостаточно выбрать СИ с погрешностью 1%. Выбранное СИ должно обладать гораздо меньшей погрешностью, так как нужно учесть как минимум еще погрешность метода. Правда, в некоторых случаях возможна и противоположная ситуация, когда погрешность измерения меньше погрешности прибора (нулевые методы измерения). Например, схема измерения построена так, что стрелка нуль-индикатора при разности измеряемых величин, равной 1%, отклоняется "полностью на100 делений. Пусть погрешность нуль-индикатора равна одному делению. В этом случае возможен остаточный разбаланс также на одно деление, равный 1% однопроцентной разности измеряемых величин. Тогда относительная погрешность измерения не превысит 0,01%, т. е. составит одну сотую относительной погрешности нуль-индикатора. Однако рассмотренный случай можно отнести к исключениям из общего правила. В связи с большим разнообразием как самих СИ, так и их MX, ГОСТ 8.401—80 устанавливает несколько способов назначения классов точности. При этом в основу заложены следующие положения: - в качестве норм служат пределы допускаемых погрешностей, включающие систематические и случайные составляющие; - основная δосн и все виды дополнительных погрешностей δдоп нормируются порознь. Первое положение свидетельствует о необходимости разрабатывать СИ с учетом однократного отсчета показаний по величине общей погрешности. Второе положение направлено на обеспечение максимальной однородности однотипных СИ. Пример, можно обеспечить δ∑ = √∑δi за счет любого δi. Однако замена одного СИ другим не всегда будет эквивалентной, поскольку одно СИ будет иметь большую температурную погрешность, другое — частотную, что при конкретном измерении неизвестно. Определяя класс точности, нормируют прежде всего пределы допускаемой основной погрешности δосн. Пределы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного (кратного) значения [δосн]. Классы точности присваивают СИ при их разработке по результатам государственных приемочных испытаний. Если СИ предназначены для измерения одной и той же физической величины, но в разных диапазонах, или - для измерения разных физических величин, то этим СИ могут присваиваться разные классы точности как по диапазонам, так и по измеряемым физическим величинам. В эксплуатации СИ должны соответствовать этим классам точности. Однако при наличии соответствующих эксплуатационных требований класс точности, присвоенный на производстве, в эксплуатации может понижаться. Пределы допускаемых основной и относительной погрешностей выражают в форме абсолютной, относительной или приведенной погрешностей. Способ выражения погрешностей зависит от характера изменения погрешности по диапазону измерения, назначения и условий применения СИ. Если погрешность результатов измерений в данной области измерений принято выражать в единицах измерений величины или делениях шкалы, то принимается форма абсолютных погрешностей (меры, магазины номинальных физических величин). Если границы абсолютных погрешностей в пределах диапазона измерений практически постоянны, то принимается форма приведенной погрешности, а если эти границы нельзя считать постоянными, то форма относительной погрешности. Поэтому ГОСТ 8.401—80 в качестве основных устанавливает три вида классов точности СИ: - для пределов допускаемой абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины или делениях шкалы; - для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел δ = ±А·10n, (3.4) где А = 1; 1,5; (1,6); 2; 2,5; (3); 4; 5 и 6; значения 1,6 и 3 — допускаемые, но не рекомендуемые; n = 1; 0; -1; -2; ...; - для пределов допускаемой приведенной погрешности с тем же рядом (3.4): γ =±А·10n. Абсолютная погрешность может выражаться одним числом ∆ = ±а при неизменных границах, двучленом ∆ = ± (а + Ьх) — при линейном изменении границ абсолютной погрешности, т.е. при совместном проявлении аддитивной и мультипликативной составляющих таблицы, графика функции при нелинейном изменении границ (например, табл. 1). Таблица 1. Пределы допускаемой абсолютной погрешности вольтметра М-366
Классы точности СИ, выраженные через абсолютные погрешности, обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности. Например, СИ класса С более точен, чем СИ класса М, т. е. это число — условное обозначение и не определяет значение погрешности. Класс точности через относительную погрешность СИ назначается двумя способами. - Если погрешность СИ имеет в основном мультипликативную составляющую, то пределы допускаемой основной относительной погрешности устанавливают по формуле δ = (∆/х)·100% = А·10n = ±q, (3.5) Так обозначают классы точности мостов переменного тока, счетчиков электроэнергии, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и др. - Если СИ имеют как мультипликативную, так и аддитивную составляющие, то класс точности обозначается двумя цифрами, соответствующими значениям с и d формулы: δ = ±[с + d(│х0/х│-1)]. (3.6) Здесь с и d выражаются также через ряд (3.4). Причем, как правило, c>d. Например, класс точности 0,02/0,01 означает, что с = 0,02, a d = 0,01, т. е. приведенное значение относительной погрешности к началу диапазона измерения γн = 0,02%, а к концу - γк =0,01%. Кроме того, ГОСТ 22261—94 устанавливает пределы допускаемой основной погрешности в виде относительной погрешности, выраженной в децибелах (дБ): δ = А' lg(1 +∆/х), где А'= 10 при измерении энергетических величин (мощности, энергии, плотности энергии); А'= 20 при измерении силовых электромагнитных величин (напряжения, силы тока, напряженности поля). Следует иметь в виду, что если два прибора имеют разные чувствительности S1 = -100 дБ/Вт и S2= -95 дБ/Вт, то значение чувствительности у второго СИ выше, чем у первого, так как -95> -100. Литература: 1 осн. [135139], 3 осн. [3-93]. жүктеу/скачать 1,21 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|