Основные характеристики измерительных приборов: характеристики погрешности

Основные характеристики измерительных приборов: характеристики погрешности

• В качестве характеристик погрешностей, которые являются показателями точности измерений, установлены:

•         среднее квадратическое отклонение погрешности измерения σ(Δ) ;

•         границы: нижняя             и верхняя             , в пределах которых погрешность измерений Δ находится с заданной вероятностью   

•         характеристики случайной и систематической составляющих погрешности измерений, в качестве которых используется:

-        для случайной составляющей – СКО   и (при необходимости) нормированная автокорреляционная функция             или характеристики этой функции;

-        для систематической составляющей – СКО         или границы    и    , в которых неисключенная   систематическая составляющая погрешности измерений                        находится с заданной вероятностью       .

Характеристики погрешностей измерений представляются с указанием совокупности условий, для которых они действительны (диапазон значений измеряемой величины, диапазон скоростей её изменения, частотные спектры, диапазоны значений влияющих величин и др.), совместно с результатом измерений, к которому они относятся.

Конкретный набор характеристик погрешностей измерений и формы представления их результатов определяется назначением измерений и характером использования их результатов.

Основной формой представления результатов измерений без указания условий их проведения является следующая, когда точность измерений выражается доверительным интервалом, внутри которого с известной вероятностью находится истинное значение измеряемой величины:

                                               A; Δ от      до      ;     ,

            где А – результат измерения, значение которого определяется видом измерений.

•         При одинаковых числовых значениях (без учета знаков)      и      результат измерения записывается в виде

                                                            А±Δ;

            Порог чувствительности (порог реагирования) – изменение измеряемой величины, которое вызывает наименьшее изменение показаний, обнаруживаемое наблюдателем при нормальном для данного прибора способе отсчета. Она выражается в единицах измеряемой величины.

Разрешающая способность – это min разность двух значений измеряемых однородных величин, которая может быть различима с помощью прибора.

Диапазон измерений – это обл. значений измер. величины, для которой нормированы допускае-мые погрешности измерительного прибора. Эта область ограничена пределами измерений, а именно: наибольшим и наименьшим значениями диапазона измерений. Диапазон измерений может быть разбит на несколько поддиапазонов со своими нормированными допускаемыми погрешностя-ми.

Диапазон показаний – это размеченная область шкалы, ограниченная ее начальным и конечным значениями, т.е. указанными на ней наименьшим и наибольшим (Хmin и Хmax) возможными значениями измеряемой величины. Диапазон показаний может быть шире или равным диапазону измерений.

Область рабочих частот – полоса частот, в пределах которой погрешности прибора, полученные при изменении частоты, не превышают допускаемого предела.

Время измерения t – время, прошедшее с момента изменения измеряемой величины или начала принудительного цикла измерения цифровых приборов до момента получения нового результата измерения на отсчетном устройстве с нормированной погрешностью.

Скорость измерения – max число измерений в единицу времени, выполняемых с нормированной погрешностью.

ИП – это разность между показаниями прибора, отсчитываемых по его отсчетному устройству от действительного значения измеряемой величины. Погрешность СИ является свойством конкретного СИ, которое присуще только ему, даже если СИ не используется, которое регламентируется стандартами в виде нормируемых МХ СИ. Знание этих характеристик позволяет при рабочих измерениях приближенно оценивать границы погрешности результата измерения, если другими его составляющими можно пренебречь. Погрешность может быть представлена в форме абсолютной, относительной, приведенной погрешно-сти.Абсолютная Δ и относительная δ погрешности СИ определяются по аналогичным формулам для погрешности результата измерения, только в них вместо результата измерения Х должна фигуриро¬вать величина Хп. Это показание СИ.Приведенная погрешность определяется как отношение абсолютной погрешности к некоторому нормирующему значению ХN и выражается в %.

γп =( Δ / ХN)*100%Приведенная погрешность введена для характеристики показателей точности СИ, диапазон измеряемых величин которых включает и нулевое значение. Т.к. если измеряемая величина приближается к нулю, то относительная погрешность δ, не зависимо от точности → ∞. Кроме того, γп позволяет в отличии от Δ и δ выявить потенциальные возможности СИ в плане минимизации инструментальных составляющих погрешностей результата измерения.Нормирующее значение ХN  - это условно принятое значение, которое равно верхнему значению предела и т.д.Правило выбора ХN регламентировано ГОСТ 8.401-80 ГСИ В частности, если СИ имеет практически равномерную шкалу (длина делений отличается друг от друга не более чем на 30 % при постоянной цене деления), значение XN следует выбирать равным большему из пределов измерений при нахождении нулевой отметки на краю диапазона измерений или равным сумме модулей пределов измерений, если нулевая отметка находится внутри диапазона измерений. Для многопредельных СИ значение XN равно разности пределов измерений. Наконец, если СИ имеет существенно неравномерную шкалу, значение XN принимают равным длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений.Погрешность СИ включает целый ряд систематических и случайных составляющих и зависит от условий его эксплуатации. Случайные составляющие погрешности СИ приводят к неоднозначности показаний, поэтому случайные составляющие погрешности СИ стремятся сделать незначительными по сравнению с другими составляющими. Серийные ИП обладают этим свойством, однако в ИП высокой чувствительности и точности случайные составляющие погрешностей могут быть соизмеримы с систематическими.По зависимости от измеряемой величины погрешности СИ разделяются на: аддитивные и мультиплика-тивные.Могут быть составляющие, имеющие более сложную зависимость от измеряемой величины.Погрешность СИ, используемого в нормальных условиях, называется основной.Измерение погрешности СИ, вызванное отклонением одной из влияющих величин от нормируе¬мых значений или выходом ее за пределы нормальной области, называется дополнительной погрешностью СИ. Для ИП дополнительна погрешность указывается для каждой из влияющих величин. Нормальные области значений и допускаемые отклонения от них установлены ГОСТ 22261-94.