Класс точности средств измерения

Цель работы: Формирование практических навыков в установлении классов точности средств измерения.

Задание для практической работы:

1. Изучить классы точности средств измерения.

2. Определить класс точности прибора по заданному (найденному) значению абсолютной погрешности.

3. Оценить пределы допускаемой абсолютной погрешности измерения при использовании СИ различных классов точности.

 

Теоретическая часть

Классом точности называется обобщенная метрологическая характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и до­полнительной погрешностей.

Для установления классов точности средств измерений во многих странах применяются общие правила, в соответствии с которыми производится количественная оценка, гарантированных границ по­грешности средств измерений данного типа. В нашей стране такие правила содержатся в ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств из­мерений. Общие требования». Класс точности не устанавливается на средства измерений, у которых отдельно нормируются системати­ческая и случайная составляющие основной погрешности, и в тех случаях, когда динамические погрешности являются превалирующими.

Если средство измерений пред­назначено для измерений нескольких величин (например, для изме­рения электрических напряжения и сопротивления), то класс точ­ности определяется для каждой из величин. Так же определяется класс точности для средств измерений, имеющих несколько диапазонов измерений: каждый диапазон имеет свой класс точности.

Присваиваются классы точности средствам измерений при их раз­работке (по результатам приемочных испытаний). В связи с тем, что в процессе эксплуатации средств измерений их метрологические ха­рактеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точ­ности по результатам поверки (калибровки) средства измерений.

Формы представления погрешностей измерений при уста­новлении классов точности.

Форма представления класса точности средства измерений, опре­деляется пределами допускаемой основной погрешности измерений. В ряде случаев вместе с основной нормируются пределы допускае­мой дополнительной погрешности. Пределы допускаемых погрешностей измерений выражаются гра­ницами (верхней и нижней) абсолютной погрешности средства из­мерений.

Сама форма представления класса точности пределами допускае­мой основной абсолютной погрешности применяется преимуществен­но для мер массы или длины, которые принято выражать в единицах массы или длины. Класс точности измерительных приборов в боль­шинстве случаев выражается пределами допускаемой основной при­веденной или относительной погрешности. При этом основой для определения формы, представления класса точности прибора являет­ся характер изменения основной абсолютной погрешности средства измерений.

1. Если основная абсолютная погрешность имеет аддитивный ха­рактер, т. е. границы погрешностей измерительного прибора не изме­няются в пределах диапазона измерений, то класс точ­ности представляется пределами допускаемой приведенной погреш­ности (формула 1).

 

(1)

где D = ± а - пределы допускаемой основной абсолютной погреш­ности прибора;

р - отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда чисел, указанных ниже;

X_N - нормирующее значение, выра­женное в единицах абсолютной погрешности.

2. Если основная абсолютная погрешность имеет мультипликативный характер, т. е. границы погрешностей измерительного прибо­ра линейно изменяются в пределах диапазона измерений,то класс точности представляется пределами допускаемой отно­сительной погрешности δ в виде (формула 2):

 

(2)

где Δ = ± bx – пределы допускаемой абсолютной погрешности прибора;

X – показания прибора;

ω – отвлеченное положительное число.

3. Если основная абсолютная погрешность имеет и аддитивную, и мультипликативную составляющие, то класс точности представляется пределами допускаемой относительной погрешности d в виде (формула 3):

 

(3)

 

где (а + Ьх), с и d - отвлеченные положительные числа.

Положительные числа р, w, с, d выбираются из установленного ряда: 1×10ⁿ; 1,5×10ⁿ; 2,0×10ⁿ; 2,5×10ⁿ; 4×10ⁿ; 5×10ⁿ; 6×10ⁿ; (n = 1; 0;-1;-2;-Зит.д.).

Для некоторых СИ характерна сложная зависимость относительной погрешности от измеряемой величины или влияющих факторов, которая приводит к логарифмической характеристике точности. В основном это широкодиапазонные СИ, например мосты сопротивлений, цифровые частотометры и.т.п.