Приборная погрешность. Класс точности прибора.

 

До сих пор в рассмотрении предполагалось, что результаты наблюдений не содержат систематических погрешностей. Тем не менее, этот вид погрешностей всегда присутствует в эксперименте.

Инструментальными (приборными, аппаратурными) погрешностями средств измерений называет такие, которые принадлежат данному средству измерений (СИ), определены при его испытаниях и занесены в его паспорт.

Теоретически погрешность СИ есть разница между значением величины, полученным при помощи этого средства и истинным значением. Вместо неизвестного истинного значения на практике обычно используется значение, полученное при помощи более точного СИ. По уровню точности СИ делят на рабочие (серийные), образцовые и эталонные. Для рабочего СИ более точным является образцовое, а для образцового - эталонное.

Инструментальные погрешности делят на основные в дополнительные. Основная погрешность - это погрешность СИ в нормальных условиях его применения, а дополнительная - в условиях, отличных от нормальных. Нормальные условия (температура, влажность, частота и напряжение питающей сети, положение прибора и др.) оговариваются в паспорте СИ и в инструкции по эксплуатации. Обычно нормальными считаются; температура (293 5)К; атмосферное давление (100 4) кПа; влажность (65 15)\%; напряжение сети питания 220 В 10\%.

Приборная погрешность зависит от условий и длительности эксплуатации СИ, и её значение в каждом данном измерении неизвестно, поэтому на практике обычно указывают интервал () возможных значений погрешности прибора или полосу погрешностей, которую определяют экспериментально не для данного прибора, а для партии приборов данной серии. Границу полосы погрешностей прибора называют нормированным значением приборной погрешности или пределом допускаемой погрешности данного СИ.

Измерительные приборы делят по точности на классы. Точность СИ - характеристика, отражающая близость его погрешности к нулю. Чем меньше погрешность, тем точнее СИ.

Класс точности - характеристика СИ, выраженная пределами его основной и дополнительной погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности указывается на шкале прибора. Его обозначение зависит от способа нормирования основной допускаемой погрешности прибора и обозначается числом из следующего ряда: 6; 4; 2.5; 1.5; 1.0; 0.5; 0.2; 0.1; 0.05; 0.02; 0.01. Обозначение имеет вид либо числа, заключенного в кружок, либо просто числа, либо двух чисел, разделенных косой чертой. Остановимся на этих случаях.

1. Класс точности , указанный в виде числа, заключенного в кружок, обозначает максимальную относительную погрешность результата измерения, выраженную в процентах. Абсолютная погрешность в этом случае

 

, (31.31)

 

где - отсчет физической величины по шкале прибора.

2. Если класс точности указан просто числом, то он равен максимальной погрешности прибора (границе погрешности), выраженной в процентах от максимального показания шкалы прибора, по которой производится отсчет. В этом случае

 

. (31.32)

 

Если прибор имеет нулевую отметку не в начале, а в другой точке шкалы, то предел измерений равен протяженности шкалы. Например, для амперметра со шкалой от -30 до +60 А, = 60 - (-30)= 90А. Если нулевая отметка находится на краю шкалы или выходит за её пределы, то принимается равным верхнему пределу диапазона измерений. Так, если амперметр имеет шкалу от 0 до 60 А или от 30 до 60 А, то = 60 А.

3. Если класс точности задан в виде , то это означает, что и - приведенные погрешности прибора в конце и в начале шкалы, выраженные в процентах. В этом случае

 

, (31.33)

 

где - предел измерений, а - отсчет по шкале прибора.

4. Если класс точности аналогового (стрелочного) прибора не указан, то его максимальная погрешность принимается равной половине цены деления шкалы прибора. Обычно цена наименьшего деления такого прибора согласована с погрешностью самого прибора. Поэтому попытка считывания со шкалы долей минимального деления нецелесообразна и не приводит к уменьшению приборной погрешности.

5. Для цифрового измерительного прибора при неизвестном классе точности или паспортной формуле для расчета погрешности за оценку максимальной погрешности принимают единицу наименьшего разряда цифрового индикатора при однократном отсчете или единицу последнего стабильно горящего (немигающего) разряда при непрерывно проводимых измерениях.