Погрешности измерительных устройств

 

Инструментальная погрешность (погрешность измерительного устройства) имеет определяющее значение для наиболее распространенных технических измерений.

В понятие систематической и случайной статической и динамической погрешности ИУ вложен тот же смысл, что и в понятия погрешностей измерения.

Основной погрешностью ИУ называют погрешность, которая получается при использовании его в нормальных условиях. Как правило, за нормальные условия принимают температуру окружающей среды равную t_ОС = (20±2) ⁰С; атмосферное давление равное Р_АТ = 760 мм. рт. ст.; заданное напряжение питания; нормальное рабочее положение и т.д. Нормальные условия применения указываются в стандартах или технических условиях на ИУ.

Дополнительной погрешностью ИУ называют изменение его погрешности, вызванной отклонением одной из влияющих физических величин от ее нормативного значения или выходом ее за пределы нормальной области значений.

Дополнительная погре шность – это часть погрешности, которая добавляется (алгебраически складывается) к основной в случаях, когда ИУ применяется в рабочих (эксплуатационных) условиях. Например: температурная погрешность, вызванная отклонением температуры окружающего воздуха от нормального значения; погрешность установки, обусловленная отклонением положения прибора от рабочего, отклонение напряжения питания от его номинального значения и т.п.

В зависимости от формы представления погрешности измерительных устройств подразделяются на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютной погрешностью измерительного прибора ∆ называют разность показаний прибора Х_П и действительного значения Х_Д измеряемой величины:

Δ_х = Х_П – Х_Д,

 

где Х_П=Х_Н;Х₁,Х₂, …Х_m…Х_К – показания прибора.

 

Действительное значение Х_Д определяется с помощью рабочих эталонов или по номинальным статическим характеристикам ИУ.

Относительной погрешностью ИП называют отношение абсолютной погрешности ИП к действительному значению измеряемой величины. Она выражается в %:

 

 

Так как абсолютная погрешность ∆_х << Х _Д, Х _Д» Х_П,то относительную погрешность можно рассчитать и по формуле:

 

Приведенной погрешностью ИП называют отношение абсолютной погрешности ИП к нормирующему значению Х_N Приведенную погрешность также выражают в процентах:

Нормирующее значение Х_N – условно принятое значение, которое чаще всего равно диапазону показаний ИП Х_N=Х_К–Х_Н.

 

Обобщенной метрологической характеристикой ИУ является класс точности.

Класс точности ИУ – это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами ИУ, отражающими уровень их точности, значения которых устанавливается в стандартах на отдельные виды ИУ.

Кроме класса точности, уровень точности ИУ представлен набором других нормируемых метрологических характеристик, связанных определенными соотношениями с классом точности, таких как: пределы допускаемых дополнительных погрешностей и вариация.

Если для ИУ погрешность не зависит от значения измеряемой величины, т.е. является аддитивной, то класс точности равен:

 

К = ±g_доп% = ± а%.