Краткие теоретические сведения

Учёт всех нормируемых метрологических характеристик средств измерений – сложная и трудоёмкая процедура, оправданная только при измерениях очень высокой точности, характерных для метрологической практики. Поэтому для средств измерений, используемых в повседневной практике, принято деление по точности на классы

Согласно ГОСТ 8.401-80 классом точности средства измерений называют обобщенную характеристику средства измерений, определяемую преде­лами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность, зна­чения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.

Следует отметить, что класс точности средств измерений харак­теризует их свойства в отношении точности, но не является непос­редственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств.

Предел допускаемой основной погрешности – это наибольшая (без учёта знака) основная погрешность средств измерений, при которой оно может быть признано годным и допущено к применению.

Предел допускаемой абсолютной основной погрешности мо­жет быть выражен: одним значением

                                             D=± a,                                                           (1)

 где D – предел допускаемой абсолютной основной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы; a – постоянная величина; (это относится к приборам, у которых преобладает аддитивная составляющая погрешности); в виде линейной зависимости

                                        D=± (a+bx),                                                       (2)

 где a, b - положительные числа, не зависящие от x (такая формула применяется для приборов, у которых аддитивная и мульти­пликативная составляющие погрешности соизмеримы), или иным урав­нением D = f (x); при сложной зависимости последняя представляет­ся таблицей или графиком.

Предел допускаемой приведенной основной погрешности следует устанавливать по формуле:

                                                                                                    (3)

где g - предел допускаемой приведенной основной погрешности, % Х_N - нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и А;

р - отвлеченное положительное, число, выбираемое из ряда 1×10ⁿ, 1,5×10ⁿ, 2×10ⁿ, 2,5×10ⁿ, 4×10ⁿ, 5×10ⁿ, 6×10ⁿ   (n=1,0,-1,-2 и т.д.).

Нормирующее значение X_N принимается равным конечному зна­чению шкалы прибора, если нулевая отметка находится на краю или вне шкалы; сумме модулей пределов измерения, если нулевая отметка находится внутри шкалы; номинальному значению измеряемой величины, если таковое установлено; длине шкалы или её части, соответствую­щей диапазону измерений, если шкала существенно неравномерна. В этом случае пределы абсолютной погрешности, как и длину шкалы, вы­ражают в единицах длины; в иных случаях указания по выбору норми­рующего значения должны быть приведены в стандартах на средства измерений конкретного вида.

Предел допускаемой относительной основной погрешности d (в процентах) устанавливают по одной из следующих формул:

где q – отвлеченное положительное число, выбираемое из того же ряда, что и р; Х_К – больший (по модулю) из пределов изме­рений; c, d – положительные числа, выбираемые из рада, что и q

формула (5) получена из (4) следующим преобразова­нием:

В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливают по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы.

В стандартах или технических условиях на средства измерений должно быть установлено минимальное значение х, равное х₀, на­чиная от которого применим принятый способ выражения пределов допускаемой относительной погрешности, иначе при х à 0, d à ¥.

С использованием чисел указанного выше для p, q, c, d ряда разработаны условные обозначения классов точности, применяе­мые в документации на средства измерений, а также обозначения, на­носимые на них. Примеры принятых обозначений классов точности этих средств измерений приведены в таблице 1.

Пределы всех дополнительных погрешностей и другие свойства средств измерений, влияющие на точность результатов измерений, также связаны с их классом точности. Эта связь раскрывается в частных стандартах. Пределы допускаемых дополнительных погрешнос­тей выражают в той же форме, что и основной. Например, изменение показаний электроизмерительного прибора класса точности 1.0, выз­ванное изменением температуры, не должно выходить за пределы 1,0 % на каждые 10 К изменения температуры в пределах рабочего интервала.

Нормирование динамических характеристик средств измерений ин­тересует нас в тех случаях, когда их нужно считать метрологически­ми. Задачи нормирования и общие принципы их решения остаются теми же, что и при нормировании погрешностей средств измерений.

Таблица 1.1