Все характеристики СИ можно разделить на две группы: метрологические и технические.
Метрологическая характеристика – это характеристика одного из свойств СИ, влияющая на результат измерения и на его погрешность.
Метрологические характеристики регламентируются следующими документами:
ГОСТ 22261-94 Средства измерений электрических и магнитных величин. Общие технические условия;
ГОСТ 8.009-84 ГСИ Нормируемые метрологические характеристики средств измерений;
ГОСТ 24314-80 Приборы электронные измерительные. Термины и определения. Способы выражения погрешностей и общие условия испытаний.
К основным метрологическим характеристикам СИ относятся чувствительность, входной импеданс, вариация показаний, динамические характеристики, погрешность СИ, выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда.
Чувствительность СИ – свойство СИ, определяемое отношением изменения выходного сигнала этого средства к вызывающему его изменению измеряемой величины:
.
На практике используется такая метрологическая характеристика, связанная с чувствительностью, как цена деления шкалы (постоянная прибора) – разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы СИ.
Для равномерной шкалы СП = 1/ SП.
Если шкала прибора неравномерная, т.е. в пределах шкалы цена деления меняется, то нормируется минимальная цена деления.
Иногда в качестве характеристики используется порог чувствительности (предельная чувствительность) - характеристика СИ в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее изменение данным средством.
Входной импеданс (Zвх) определяется влияние СИ на работу исследуемой схемы. За счет потребления некоторой мощности СИ может изменить режим работы маломощного источника входного сигнала, что приводит к появлению методической погрешности.
Входной импеданс характеризуется активной и реактивной составляющими. Часто в качестве параметров входа СИ указывается значение входного активного сопротивления и входной емкости.
На постоянном токе и в диапазоне низких частот нормируется входное активное сопротивление.
Вариация показаний ИП (выходного сигнала измерительного преобразователя) – это разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.
В высокочувствительных (особенно электронных) ИП вариация показаний приобретает иной смысл и может быть определена как колебание их показаний около среднего значения.
Например, для амперметра вариация показаний b = |Iм – Iб| при подходе к данной точке со стороны меньших Iм и больших Iб значений тока.
Динамические характеристики – это характеристики инерционных свойств СИ. Они определяют зависимость параметров выходного сигнала СИ от меняющихся во времени величин: параметров входного сигнала. Нагрузки, внешних факторов.
Динамические характеристики могут нормироваться
1) функцией связи между входными и выходными сигналами (передаточной функцией, переходной характеристикой и т.п.);
2) графиками (таблицами) амплитудно-частотной и фазо-частотной характеристик;
3) временем установления показаний или быстродействием СИ – величиной, обратной времени установления показаний.
Погрешность СИ может быть представлена в форме абсолютной, относительной и приведенной погрешностей или класса точности.
КЛАСС ТОЧНОСТИ средства измерения - это обобщенная характеристика средства измерения, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средства измерения, влияющими на точность, значения которой устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.
Значение класса точности также выбирается из ряда (1; 1,5; 2; 2,5; 3; 4; 5; 6)´10n, где n=-1, 0, 1, 2, ... .
Способ обозначения класса точности определяется формой выражения основной погрешности.
Примеры обозначения класса точности:
|
D
d
g |
формулы таблицы, графики
формула
формула
Таблицы, графики
ХN выражено в единицах измеряемой величины ХN выражено в длине рабочей части шкалы |
С IY А2
0,02/0,01
D G1 III
2,5
0,5 |
Значение указывается в нормативно-технической документации d=±2,0 с=0,02 d=0,01 Указывается в нормативно-технической документации
g=±2,5
g=±0,5 |
Для приборов с цифровым отсчетом нормируются выходной код, число разрядов кода и номинальная цена единицы наименьшего разряда.
В технических описаниях приборов обычно указывают параметры, которые можно объединить в группу количественных характеристик, определяющих область применения. Она характеризуется совокупностью допустимых диапазонов трех групп физических величин:
1) диапазон возможных значений измеряемых величин (информативных параметров) или пределы шкалы ИП. Здесь можно выделить два понятия: диапазон показаний СИ – область значений шкалы прибора, ограниченную начальным и конечным значением щкалы, - и диапазон измерений СИ – область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности СИ;
2) диапазон возможных значений неизмеряемых величин (неинформативных параметров), например, для вольтметра переменного напряжения – частотный диапазон;
3) диапазон возможных значений влияющих величин (диапазон температур, внешних полей, ускорений и т.п.).
Технические характеристики средств измерений
В технической документации каждого СИ обычно указывается его назначение, то есть основные функции СИ и область его применения. Характеристика назначения может включать в себя предельные значения неинформативных параметров и рабочие условия применения СИ.
Метрологическая исправность СИ – состояние СИ, при котором все его нормируемые метрологические характеристики соответствуют установленным требованиям.
Надежность СИ – свойство измерительной техники функционировать при сохранении метрологических и других характеристик в заданных пределах и режимах работы.
Метрологическая надежность СИ – надежность СИ в части сохранения его метрологической исправности.
При выходе метрологических характеристик СИ за установленные пределы наступает метрологический отказ СИ.
Надежность СИ характеризуется следующими показателями.
1) Безотказность – свойство СИ сохранять работоспособность в течение некоторой наработки без вынужденных перерывов. Ее характеризует наработка на отказ – среднее значение наработки СИ между двумя отказами. Для СИ электрических и магнитных величин, разработанных после 01.01.84 г. Наработка на отказ должна составлять не менее 1000 часов.
2) Долговечность – свойство СИ сохранять работоспособность до предельного состояния с необходимыми перерывами для технического обслуживания ремонтов. Она характеризуется вероятностью отсутствия скрытых, неявных отказов за межповерочный интервал. Средний срок службы ИП должен составлять не менее 8 лет, средний ресурс – не менее 5000 часов.
3) Ремонтопригодность – приспособленность СИ к проведению технического обслуживания и ремонта. Ее характеризует среднее время восстановления – от 10 мин. до 96 часов.
4) Сохраняемость – способность СИ сохранять метрологические характеристики при хранении, транспортировке.
В зависимости от значений влияющих величин, характеризующих климатические и механические воздействия в рабочих условиях применения, а также предельные условия транспортирования, СИ делятся на 7 групп. Большему номеру группы СИ соответствуют более жесткие условия применения и транспортирования.
В нормативно-технической документации на СИ устанавливают также требования к электропитанию, ко времени установления рабочего режима и продолжительности непрерывной работы, к электрической прочности и сопротивлению изоляции, требования безопасности.
Поможем написать любую работу на аналогичную тему