Материал: 2234

Классы точности СИ, выраженные через относительные погрешности, могут назначаться двумя способами:

-если = а, то = А 10n;

-если = (а + bx), то

где - пределы допускаемой относительной погрешности, %; c, d – выбираются из ряда чисел (1.12); Xк - верхний предел измерений СИ; Х – значение измеряемой величины на входе (выходе) средства измерения или число делений, отсчитываемых по шкале.

3. Для пределов допускаемой приведенной погрешности в %:

где ХN – нормирующее значение измеряемой величины (см. п. 4.1.). Классы точности присваиваются типам средств измерений с учетом

результатов государственных приемочных испытаний. Средствам измерений с несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или предназначенным для измерений разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или каждой измеряемой величины. Так, амперметр с диапазонами 0—10, 0—20 и 0—50 А может иметь разные классы точности для отдельных диапазонов; электроизмерительному прибору, предназначенному для измерений напряжения и сопротивления, могут быть присвоены два класса точности: один — как вольтметру, другой — как омметру.

Классы точности СИ, выраженные через абсолютные погрешности, могут быть обозначены в виде заглавных букв латинского алфавита (например, М, С и т. д.) или римских цифр (I, II, III, IV и т. д.) с добавлением условных знаков. Смысл таких обозначений раскрывается в нормативно-технической документации. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности. Например, средство измерения класса С более точно, чем средство измерения класса М, т.е. это обозначение не определяет значение погрешности и является условным. Если же класс точности обозначается арабскими цифрами с добавлением какого-либо условного знака, то эти

46

цифры непосредственно устанавливают оценку точности показаний средств измерений.

В связи с большим разнообразием средств измерения и их метрологических характеристик ГОСТ 8.401-80 определены способы обозначения, причем выбор того или иного способа зависит от того, в каком виде нормирована погрешность. Для СИ, у которых погрешность измерения определяется в соответствие с формулами = а и = (а + bx), класс точности присваивается порядковым номером, начиная для самого точного с 1 и далее по мере возрастания погрешности.

Если погрешность определяется по формулам (1.12) и (1.13), класс точности СИ соответствует значениям относительной или приведенной погрешности, выраженной в %.

Наиболее широкое распространение получило нормирование класса точности по приведенной погрешности.

Если приведенная погрешность = 1,5%, то класс точности СИ – 1,5. Это справедливо для приведенной погрешности, нормируемой значением физической величины в принятых единицах. В тех случаях, когда погрешность нормируется длиной шкалы прибора, класс точности также равен численному значению , но обозначается по-другому.

Например, при = 0,5% (ХN = 1) класс точности – 0,5.

Если погрешность СИ определяется формулой (1.13) (мультипликативная погрешность), то она обозначается с/d. Если

то класс точности СИ обозначается 0,02/0,01; с = 0,02, а d = 0,01, т.е. приведенное значение относительной погрешности к началу диапазона измерения н = 0,02%, а к концу - к = 0,01%.

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений, приводятся в нормативно-технических документах. При этом в эксплуатационной документации на средство измерений, содержащей обозначение класса точности, должна быть ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности для этого типа средств измерений.

Необходимо еще раз подчеркнуть, что класс точности является обобщенной характеристикой средств измерений. Знание его позволяет

47

определить не точность конкретного измерения, а лишь указать пределы, в которых находится значение измеряемой величины.

Втаблице 4 представлены формулы для вычисления погрешностей

иобозначение классов точности СИ.

Таблица 4. Формулы вычисления погрешностей и обозначение

классов точности СИ

48

Пример. Отсчет по шкале прибора с пределами измерения 0 – 50А и равномерной шкалой составил 25А. Пренебрегая другими видами погрешностей измерения, оценить пределы допускаемой абсолютной погрешности этого отсчета при использовании различных СИ класса точности: 0,02/0,01; 0,5 и 0,5.

Решение:

1. Для СИ класс точности 0,02/0,01:

Так как x = 25; xk = 50; с = 0,02; d = 0,01 и - в %, то

Учитывая правила записи результата измерения, последний окончательно выглядит следующим образом: Х = (25 0,01) А.

2. Для СИ класса точности: 0,5

x ; = 0,01 25 0,5 = 0,125 А

Учитывая правила записи результата измерения, последний окончательно выглядит следующим образом: Х = (25 0,12) А.

3. Для СИ класса точности 0,5:

xN ; здесь xN = 50, тогда

= 0,01 50 0,5 = 0,25 А

Учитывая правила записи результата измерения, последний окончательно выглядит следующим образом: Х = (25 0,25) А.

4.3. Способы исключения и уменьшения погрешностей измерения

В ряде случаев систематическая погрешность может быть исключена за счет устранения источников погрешности до начала

49

измерений (профилактика погрешности), а в процессе измерения – путем внесения известных поправок в результаты измерений.

Профилактика погрешности – наиболее рациональный способ ее снижения и заключается в устранении влияния, например, температуры (термоизоляцией), магнитных полей (магнитными экранами), вибраций и т.п. Сюда же относятся регулировка, ремонт и поверка СИ.

Внесение поправок в результат является, наиболее распространенным способом исключения систематической погрешности

С. Поправка численно равна значению систематической погрешности, противоположна ей по знаку и алгебраически суммируется с результатом измерения:

q = - C

Случайные погрешности нельзя исключить полностью, но их влияние может быть уменьшено путем обработки результатов измерений. Для этого должны быть известны вероятностные и статистические характеристики (закон распределения, среднее квадратичное отклонение, доверительный интервал и т.д.).

Существуют законы, связывающие случайные погрешности и вероятность их появления при измерении и изготовлении деталей (теория вероятностей определяет их как законы распределения случайных величин). В машиностроении случайные погрешности наиболее часто возникают и распределяются в соответствии с законом нормального распределения, или законом Гаусса (рис. 16). Этому закону подчиняются случайные величины, появление которых зависит от большого количества причин, ни одна из которых не имеет решающего значения и играет малую роль в их возникновении.

50