Метрологическое обеспечение средств измерений

Готовность студента проводить метрологические испытания (поверку, калибровку) средств измерений оценивается результатами проверки умения выбирать уровни бракования при планировании контрольных испытаний с учетом погрешностей образцовых средств измерений, принимать решение о метрологической пригодности, оценивать достоверность принятия решений, производить расчет аддитивной и мультипликативной составляющих погрешности по результатам метрологических испытаний.

Для решения таких задач потребуются знания способов нормирования допускаемых погрешностей средств измерений, элементов теории вероятностей, математических методов аппроксимации экспериментальных данных.

Задача 3.1

Определение уровней бракования (контрольных пределов допускаемой погрешности) при поверке вольтметров

Определить уровни бракования при поверке или калибровке вольтметров с нулевой вероятностью принятия ошибочного решения о метрологической пригодности испытуемого средства измерений (риск второго рода), если известны нормированные пределы допускаемой основной погрешности испытуемого и образцового вольтметров и диапазоны измерений.

Испытуемый вольтметр имеет конечное значение диапазона измерений U _ик = 10В и пределы допускаемой приведенной погрешности g_и= ±1 %.

Образцовый вольтметр – U _ок= 20 В и пределы допускаемой относительной погрешности по двучленной формуле с ₀/ d ₀= 0,2/0,1.

Решение

Для обеспечения риска второго рода, равного нулю, т. е.вероятности принятия годным в действительности бракованного прибора, уровни бракования (или контрольных пределов допускаемой погрешности) определяются разностью D_и – D_о,где D_ииD_о – пределы допускаемых абсолютных погрешностей испытуемого и образцового вольтметров.

По известным характеристикам испытуемого прибора находим

D_и = = 0,1 В.

Двучленная формула для пределов допускаемой погрешности образцового прибора имеет вид

d_о = %,

где U – измеренное значение напряжения.

Следовательно, пределы допускаемой абсолютной погрешности образцового прибора

D_о = = В.

Так как D_о зависит от измеряемого напряжения U, то уровень бракования непостоянен в диапазоне измерений:

D_и– D_о = 0,1 – 0,02 – 0,001 U= (0,08 – 0,001 U) В.

Δ, мВ

На рисунке 3.1 представлены пределы допускаемых погрешностей ±D_и(U); ± D_о(U)и уровни бракования ±[D_и – D_о(U)] для диапазона измерений испытуемого прибора, т. е. от 0 до 10 В. Именно с этими границами следует сравнивать оценку погрешности (разность показаний испытуемого и образцового приборов) при принятии решения о метрологической пригодности приборов.