Характеристики средств измерений
Свойства средств измерений описывают характеристиками, среди которых выделяют метрологические и неметрологические характеристики.
Функция преобразования – функциональная зависимость между информативн6ым параметром выходного и входного сигналов средства измерения:
y = F (x)
Чувствительность средства измерения – отношение приращения выходного сигнала ∆y средства измерений к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала ∆ x:
При линейной функции преобразования чувствительность постоянна, при нелинейной – зависит от X. У средств измерения с постоянной чувствительностью шкала равномерная, т.е. длина всех делений шкалы одинакова.
Постоянная прибора – величина обратная чувствительности:
с = 1/ S.
Чувствительность и постоянная прибора имеют размерность. Так, например, если S = 10 дел/ ед.изм, то с = 0,1 ед. изм./ дел.
Порог чувствительности – наименьшее изменение входной величины, обнаруживаемое с помощью данного средства измерения. Порог чувствительности выражают в единицах измеряемой величины.
|
|
Деление шкалы – разность значений физической величины, соответствующих двум соседним отметкам шкалы (для цифровых средств измерения – цена единицы младшего размера отсчетного устройства).
Входное полное сопротивление ZВХ – определяет мощность, потребляемую от объекта исследования средством измерения, чем выше Z ВХ, тем меньше потребляемая мощность.
Выходное полное сопротивление – ZВЫХ определяет допустимую нагрузку на средство измерения, чем меньше выходное сопротивление, тем больше допустимая нагрузка.
Важнейшей характеристикой средства измерений является погрешность.
Погрешность средства измерений может быть выражена в виде абсолютной, относительной или приведенной погрешности.
Здесь и далее мы будем говорить о погрешностях средств измерений – измерительных приборах, как наиболее представительной группы средств измерений, вырабатывающих сигналы измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Абсолютная погрешность измерительного прибора ∆ - разность между показанием прибора x и истинным значением измеряемой величины X
∆ = x – X
Абсолютная величина, взятая с обратным знаком называется поправкой.
С=-D
Абсолютную погрешность измерительного прибора определяют при его поверке и при этом вместо истинного значения используют действительное значение измеряемой величины .
Относительная погрешность измерительного прибора δ - отношение абсолютной погрешности измерительного прибора ∆ к истинному значению измеряемой величины Х. Относительная погрешность обычно выражается в процентах
|
|
На практике, в большинстве случаев при определении δ относят ∆ к показанию прибора х.
т.к. разница между
величина высшего порядка малости и тем меньше, чем выше точность измерительного прибора.
Приведенная погрешность γ – отношение абсолютной погрешности ∆ к нормирующему значению х N. Приведенная погрешность выражается в процентах
Нормирующие значение х N – для измерительных приборов принимается равным:
1. Для средств измерений с равномерной или степенной шкалой, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы, - большему из пределов измерений;
2. Для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений – равной сумме модулей пределов измерений;
3. Для средств измерений с установленным номинальным значением – этому номинальному значению;
4. Для средств измерения с существенно неравномерной шкалой – равным всей длине шкалы в единицах длины или ее части, соответствующей диапазону измерений (в этом случае абсолютную погрешность выражают также в единицах длины).
Для измерительных преобразователей также вводят перечисленные выше три вида погрешностей, для мер – первые два вида. Используют аналогичные формулы, но смысловое содержание величин, входящих в формулы другое, определяемое функциями средств измерения.
Погрешности измерительных приборов зависят от внешних условий (влияющих величин), поэтому их принято делить на основную и дополнительную.
Основная погрешность D0 – погрешность в условиях, принятых за нормальные для данного средства.
Дополнительная погрешность D д – возникает при отклонении одной или более влияющих величин от нормальных значений или нормальных областей их значения.
В зависимости от характера изменения погрешностей измерительных приборов различают систематические и случайные погрешности.
Систематические погрешности Dс- составляющие погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при повторных измерениях одного и того же значения измеряемой величины.
Случайные погрешности , составляющие погрешности, изменяющиеся случайным образом при повторных измерениях одного и того же значения измеряемой величины. Случайные составляющие приводят к неоднозначности показаний измерительных приборов.
Погрешности измерительных приборов в зависимости от изменения измеряемой величины разделяют на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные погрешности – не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные погрешности - изменяются пропорционально измеряемой величине.
Динамические характеристики - характеристики инерционных свойств измерительных приборов, определяющие зависимость выходного сигнала от меняющихся во времени величин: значения измеряемой величины, внешних влияющих величин, нагрузки. Динамические свойства приборов определяют динамическую погрешность.
Время установления показаний измерительного прибора – время реакции, т.е. время от момента скачкообразного измерения измеряемой величины до момента установления с определенной погрешностью показания, соответствующего установившемуся значению измеряемой величины.
Вариация показаний – разница между показаниями измерительного прибора, соответствующими одному и тому же значению измеряемой величины при двух направлениях медленных изменений измеряемой величины в процессе подхода ее к этому значению.
Диапазон измерений - область значений, для которых нормированы допускаемые погрешности средства измерений. Диапазон измерений ограничивается наибольшим и наименьшим значением измеряемой величины, которую можно измерить данным средством измерения (верхний и нижний пределы измерений).
|
|
Диапазон показаний – область значений шкалы, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.