Абсолютная погрешность измерительного прибора

 Абсолютная погрешность измерительного прибора - разность между показанием прибора Хп и истинным значением Хи измеряемой величины:

DХ = Хп – Хи.

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой:

                                                             П = - DХ .

   Под абсолютной погрешностью меры DХ понимается разность между номинальным значением меры Хн и действительным значением воспроизводимой ею величины Хд :

DХ = Хн—Хд .

Относительная погрешность измерительного прибора        Относительная погрешность измерительного прибора в процентах - отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины:

.

                Относительная погрешность обычно существенно изменяется вдоль шкалы аналогового прибора, с уменьшением значений измеряемой величины -увеличивается.

        Если диапазон измерения прибора охватывает и нулевое значение измеряемой величины, то относительная погрешность обращается в бесконечность в соответствующей ему точке шкалы. В этом случае пользуются понятием приведенной погрешности.

Приведенная погрешность измерительного прибора        Приведенная погрешность измерительного прибора в процентах - отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению ХN :

        За нормирующее значение принимается значение, характерное для данного вида измерительного прибора. Это может быть, например, верхний предел измерений, длина шкалы и т.д. Например. приведенная погрешность вольтметра с верхним пределом измерения 150 В при показании его 100,0 В и действительном значении измеряемого напряжения 100,6 В равна 0,4 % (нормирующее значение в данном случае равно 150 В). Точность ряда средств измерений с различными диапазонами измерений может сопоставляться только по их приведенным погрешностям.

        Основная погрешность прибора - погрешность при нормальных условиях использования прибора. Нормальные условия эксплуатации зависят от назначения прибора и его метрологических характеристик. Для основной массы приборов, используемых в промышленности, нормальными условиями эксплуатации СИ считаются : температура окружающего воздуха (20±5) °С; относительная влажность 30-80 %; атмосферное давление 630-795 мм рт. ст.; напряжение питающей сети (220+4,4) В; частота питающей сети (50±0,5) Гц.

        По характеру влияния на функцию преобразования ее можно представить в виде аддитивной и мультипликативной составляющих.

        Аддитивная погрешность а не зависит от чувствительности прибора и является постоянной для всех значений входной величины в пределах диапазона измерений (прямая 3, рис. 3.13) и поэтому её называют погрешностью нуля.

        Мультипликативная    погрешность b×х зависит от чувствительности прибора и изменяется пропорционально текущему значению входной величины (прямая 2, рис. 3.13) и поэтом её называют погрешностью чувствительности.

        Суммарная  абсолютная погрешность    выражается уравнением

D = a + b×x,

т.е. аддитивная и мультипликативная погрешности  присутствуют одновременно (прямая 1, рис. 3.13).

К аддитивной погрешности прибора можно отнести погрешность, вызванную трением в опорах электроизмерительных приборов, которая не зависит от значения входного сигнала, а также помехи, шумы, погрешность дискретности (квантования) в цифровых приборах. Если прибору присуща только аддитивная погрешность или она существенно превышает другие составляющие, то целесообразно нормировать абсолютную погрешность.

        К мультипликативной погрешности можно отнести погрешности изготовления   добавочного   резистора в вольтметре или шунта в амперметре, погрешности коэффициента деления делителя и т. д. Мультипликативная составляющая абсолютной погрешности увеличивается с  увеличением измеряемой величины, а так как относительная погрешность остается постоянной, то в этом случае целесообразно нормировать погрешность прибора в виде относительной погрешности.

        Аддитивная и мультипликативная погрешности могут иметь как систематический, так и случайный характер.

        Систематическая погрешность средства измерений - составляющая погрешности средства измерения, остающаяся постоянной или закономерно изменяющаяся при многократных измерениях одной и той же величины. К постоянным систематическим погрешностям относят погрешности градуировки шкалы аналоговых приборов; калибровки цифровых приборов; погрешности, обусловленные неточностью подгонки резисторов, температурными изменениями параметров элементов в приборах и т.д. К переменным систематическим погрешностям относят погрешности, обусловленные нестабильностью напряжения источника питания, влиянием электромагнитных полей и других величин.

        Случайная погрешность средства измерений - составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом. Случайные погрешности могут возникнуть из-за нестабильности переходного сопротивления в контактах коммутирующих устройств, трения в опорах подвижной части приборов и т. д.

        К случайным погрешностям относятся также погрешности от гистерезиса -вариации показаний выходного сигнала средства измерения.

        Таким образом, при определении основной погрешности абсолютная погрешность может быть представлена ее составляющими - систематической и случайной.