Материал: 2234

показания прибора достоверны при строго регламентированной температуре; психрометр – если строго оговаривается влажность окружающей среды.

По метрологическому назначению все СИ подразделяются на два вида – рабочие СИ и эталоны.

Рабочие СИ предназначены для проведения технических измерений. Они могут быть лабораторными, используемыми при научных исследованиях (требования к ним – повышенная мощность и чувствительность), производственными, используемыми для контроля качества продукции, технологических процессов (требования – повышенная ударно – вибрационная стойкость, температурная стабильность характеристик), полевыми – используемыми при эксплуатации самолетов, судов, автомобилей (требования – повышенная стабильность в условиях резкого перепада температур, высокой влажности, вибрационных нагрузок).

Эталоны предназначены для метрологических измерений, являются высокоточными СИ, используются в качестве средства передачи информации о размере единицы. Размер единицы передается от более точных СИ к менее точным по схеме: первичный эталон – вторичный эталон, рабочий эталон 0-го разряда – рабочий эталон 1-го разряда… – рабочий эталон 4-го разряда – рабочее средство измерений.

3.4. Метрологические характеристики средств измерений

Каждое ИС (измерительное средство) характеризуется стандартизованными показателями, определяющими его метрологические возможности, которые называют метрологическими характеристиками.

Метрологические характеристики СИ (МХ) – это такие характеристики, которые предназначены для оценки технического уровня и качества средства измерения, для определения результатов измерения и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерения. Данные характеристики регламентируются ГОСТ

8.009-84.

К основным МХ относятся:

Предельная погрешность СИ - наибольшая, взятая по абсолютной величине, разность между показаниями СИ и истинными значениями физической величины; характеризует точность СИ.

36

Цена деления шкалы – разность значений размера, соответствующая двум соседним отметкам шкалы; определяет наименьшее значение измеряемой величины, которое можно уверенно отсчитать по целым делениям шкалы. Например, если перемещение указателя шкалы из положения I в положение II (рис.11, а) соответствует изменению величины в 0,001 мм, то цена деления этой шкалы равна 0,001 мм. Значения цен делений выбирают из ряда 1, 2, 5, 10, 20, 50, 100, 200, 500 мкм. Но чаще всего используют кратные и дольные значения от 1 до 2, а именно: 0,01; 0,02; 0,1; 0,2; 1; 2; 10 мкм и т.д.

Соотношение между предельной погрешностью и ценой деления у разных СИ находится в пределах 1/5 - 1/1.

Длина (интервал) деления шкалы – расстояние между осями двух соседних отметок шкалы (рис.11, б). На практике, исходя из разрешающей силы глаз оператора (остроты зрения) с учетом ширины штрихов и указателя минимальный интервал деления шкалы принимают равным 1 мм, а максимальный – 2,5 мм. Наиболее распространенной величиной интервала является 1 мм.

Начальное и конечное значения шкалы – наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, указанные на шкале.

Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормирована допускаемая погрешность измерения.

Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная конечным и начальным значениями шкалы (рис. 11, в).

37

Градуировочная характеристика или функция преобразования – зависимость выходного сигнала от изменения входного. Она может быть задана аналитически, графически или в виде таблицы; необходима при работе с измерительными преобразователями.

Вариация (гистерезис) - разность между показаниями СИ при возрастании и при убывании измеряемой величины в данной точке диапазона измерений и неизменных внешних условиях.

где Xв , Xуб - значения измерений при возрастании и убывании величины.

Глава 4. Погрешности измерений и средств измерений

4.1. Виды погрешностей измерения Погрешность измерения – это отклонение результата измерений

от истинного значения измеряемой величины. Чем меньше погрешность, тем выше точность. Виды погрешностей представлены на рис. 12.

Рис.12. Классификация погрешностей

Систематическая погрешность – составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. К систематическим относятся, например, погрешности от несоответствия действительного значения меры, с помощью которой выполнялись измерения, ее номинальному значению (погрешности показания прибора при неправильной градуировке шкалы).

39

Систематические погрешности могут быть изучены опытным путем

иисключены из результатов измерений путем введения соответствующих поправок.

Поправка – значение величины, одноименной с измеряемой, прибавляемое к полученному при измерениях значению с целью исключения систематической погрешности.

Случайная погрешность – это составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Например, погрешности вследствие вариации показаний измерительного прибора, погрешности округления или отсчитывания показаний прибора, колебаний температуры в процессе измерения и т.д. Их нельзя установить заранее, но их влияние можно уменьшить путем многократных повторных измерений одной величины и обработкой опытных данных на основе теории вероятности и математической статистики.

Кгрубым погрешностям (промахам) относятся случайные погрешности, значительно превосходящие погрешности, ожидаемые при данных условиях измерения. Например, неправильный отсчет по шкале прибора, неправильная установка измеряемой детали в процессе измерения

ит.д. Грубые погрешности не принимаются во внимание и исключаются из результатов измерения, т.к. являются результатом просчета.

Абсолютная погрешность – погрешность измерения, выраженная в единицах измеряемой величины. Абсолютную погрешность определяют по формуле.

На практике вместо истинного значения ФВ используют действительное значение ФВ, под которым подразумевают значение, отличающееся от истинного так мало, что для данной конкретной цели этим отличием можно пренебречь.

40