Нормування класів точності засобів вимірювання

Основною характеристикою, що визначає гарантовані межі значень основних (які виникають за нормальних умов експлуатації) і додаткових (які виникають у випадку відхилення від нормальних умов експалуатації) похибок, є клас точності засобу вимірювання. Різниця в способах нормування класів точності зумовлена переважно різним співвідношенням аддитивної (не залежить від значення вимірюваної величини) та мультиплікативної (залежить від значення вимірюваної величини) складових похибки засобів вимірювання.

За аддитивного характеру похибок межі абсолютної похибки незмінні для будь-яких значень вимірюваної величини. Вказуючи значення абсолютної похибки, нормують класи точності для комплектів гир, лінійних мір, магазинів опорів та ємностей, тощо.

Для аналогових приладів за різних діапазонів вимірювань нормувати значення похибки незручно, в цьому разі використовують різновид відносної похибки – зведену похибку δ_зв. Ця похибка виражається відношенням найбільшої абсолютної похибки Δ _xmax для всього діапазону до нормованого значення N цього приладу, наприклад абсолютне значення різниці між найменшим і найбільшим значенням шкали:

Зведена похибка є основним критерієм для визначення класу точності k,% вимірювального приладу, тому формулу (1) можна переписати так:

Звідси найбільша абсолютна похибка вимірювання:

Для аналогових показуючих приладів встановлено такі класи точності k: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0.

Прилад класу 1,0 зовсім не забезпечує точності 1% у всьому діапазоні вимірювання: відносна похибка δ_x дорівнює класу точності k тільки на останній позначці шкали, при зменшенні x відносна похибка прямує до нескінченності (при x=0).

Значення вимірюваної фізичної величини, при якому відносна похибка δ_x досягає 100%, називається порогом чутливості приладу.

У засобах вимірювань, в яких переважає аддитивна складова похибки, а шкала істотно нерівномірна (наприклад, логарифмічна або гіперболічна), нормується зведене значення похибки щодо довжини шкали в міліметрах, а клас точності позначають так: 2,5.

Наприклад, найбільшу абсолютну похибку результату вимірювання опору омметром можна обчислити за класом точності із співвідношення:

де L – довжина шкали, мм; S_x = l/R_x - чутливість у точці відліку, мм/Ом; де l_x – відстань між поділками в точці відліку, мм; R_x – різниця відліків за цими поділками, Ом.

У засобах вимірювання із мультиплікативною похибкою для визначення класу точності використовують відносну похибку, тобто похибку чутливості приладу:

Відповідно клас точності такого засобу вимірювання позначають числом у кружечку, наприклад:

У такий спосіб нормують похибки інтегрувальних приладів (наприклад, лічильників електричної енергії), масштабних перетворювачів (дільників навантаження, шунтів, вимірювальних трансформаторів напруги та струму).

Абсолютну похибку вимірювання обчислюють за формулою:

Клас точності цифрових засобів вимірювань позначають двома цифрами, які записують через риску, наприклад: 0,02/0,01. Тут перше число відповідає зведеній похибці наприкінці діапазону вимірювання (k_k), а друге – на початку (k_п).

Тоді межа допустимої відносної похибки δ_x, % буде такою:

де x_к – кінцеве значення діапазону вимірювання.

Абсолютна похибка вимірювання буде визначатись так:

де δ_x% - відносна похибка засобу вимірювання у %.

Для засобів вимірювальної техніки, що застосовують в акустиці, електроніці, відліковий пристрій яких проградуйовано в децибелах, клас точності позначають у тих самих одиницях. Наприклад: Кл. 0,5 дБ.

У деяких випадках клас точності нормують за значенням абсолютної похибки, причому клас точності позначають порядковими цифрами, які не пов’язані з розміром похибок (наприклад, абсолютна похибка штрихової міри класу точності 1 не більша ніж 0,05 мм незалежно від довжини цієї міри).

Поиск по сайту: