Лекция 3.Характеристика средств измерений

1..Характеристика средств измерений, параметры точности

2.Нормируемые метрологические характеристики.Составляющие погрешности измеренияй

1.Средства измерений предназначенные для получения количественных характеристик, поэтому степень надежности полученного результата оценивается рядом параметров:

1. Правильность - качественная характеристика,

определяющая показания приборов и действительное значение величины, их степень приближения. Конечно эта характеристика соответствует систематической составляющей инструментальной погрешности средства измерений.

2. Точность - степень определенности значения измеряемой

величины, полученной в результате испытания данного устройства. Характер качества (больше, меньше), а количество мы можем характеризовать случайной составляющей инструментальной погрешности.

Правильность - системная составляющая

Точность - случайная составляющая погрешность

3. Постоянство - степень устойчивости показаний прибора.Характеризуется

вариацией (интервал изменения значения).

4. Чувствительность - характеризует те малые значения входных

сигналов, которые вызывают изменения показаний приборов. Количественная характеристика.

1) Собственная чувствительность - характеризует изменение показаний прибора (dА) к изменению измеряемой величины (dX).

S=

А     X -

В диапазоне измерений прибора величина может быть различной.

 

 

2) Пороговая чувствительность - количественная величина измеряемого сигнала, которая вызывает минимальное отклонение стрелки (приращение на единицу на цифровом табло).

Пороговая чувствительность определяется в единицах измеряемой величины. На шкале прибора на начальном и конечном участках ставятся точки. Измерения фиксируют в интервалах между точками

На интервале от 0 до точки, показания прибора не соответствуют классу точности.

Пороговую чувствительность можно определить и в средней части шкалы за счет разности x₁-x₂ при единице приращения, то есть на одно деление.

Между собой эти характеристики взаимосвязаны: чувствительность зависит от точности а характеристика (постоянство),в свою очередь также связана с точностью..

Стандартизированные средства измерения имеют определенный набор, перечень таких характеристик, Этот комплекс определен в ГОСТ 8.009-85. Согласно этого ГОСТа можно рассчитать параметры точности для любого средства измерения, в том числе и нестандартного.Согласно этого ГОСТа погрешность отклонения измеряемой величины от истинного значения определяется по модели

М=М1 М2

М1 - погрешность собственного средства измерения

М2 - Погрешность взаимовлияния

- объединение

Составляющая М2 определяет ту погрешность, которая появляется в результате внесения влияния самими средствами измерения, например, при подключении вольтметра к нагрузке суммарного сопротивления

RN V ZН

 

R_Н Z_Н Это значение М2 стремится уменьшиться

Например увеличение собственного сопротивления прибора.

Как правило, учесть влияние средства измерения на погрешность достаточно сложно. Методически разрабатывают средства измерений с тем, чтобы они как можно меньше влияли на измеряемую величину. ГОСТ 8.009-75 допускает исключение составляющей М2 из общей модели. Составляющая М1 включает 5 членов

М1= _{С СЛ Н ДИН} С_I

_С - системные составляющие основной погрешности

_СЛ - случайные составляющие основной погрешности

_Н - гистерезисная погрешность

Учет физических процессов происходит в измерительных цепях. Учет запаздывания, отставания прим изменении характера.

_ДИН - погрешность, скоростью измеряемой величины, при быстром изменении исследуемого сигнала фиксация результата происходит с запаздыванием.

V(t)     ДИН   t t

 

Динамическая составляющая тем больше, чем выше скорость изменения процесса, поэтому при измерении постоянных величин динамическая составляющая принимает значение равное нулю, а при высокочастотных сигналах, например, анализе переходного процесса линии после отключения обязательно следует учитывать _ДИН.

- объединяют, учитывают те различные причины, что приводят к отклонению дополнительно измеряемой величины от реальной.

Причем именно поэтому их пытаются объединить через сумму, назвав суммарной дополнительной случайной погрешностью измерений.

1. В этой сумме могут быть составляющие от влияния внешних

электромагнитных полей.

1. Влияние нестабильности источника питания приборов.

2. Влияние механических воздействий на работу прибора.

3. Влияние электромагнитного поля измеряемой схемы на показания

прибора.

Взяв за основу модель, на первом этапе анализируют относительные величины всех 5 - и составляющих.

Цель анализа - исключить малые значения и тем самым упростить расчет.

Величины считают малыми, если они различаются на 2 порядка, меньшую мы можем упустить. Таким образом зачастую третий и четвертый члены опускаются.

Несомненно определяющими являются основная системная и основная случайная погрешности;