Погрешности измерений. Метрологические характеристики СИ

Метрологические характеристики СИ

Классификация средств измерений

Средство измерений представляет собой техническое устройство, предназначено для измерений, имеющих нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и (или) хранящие единицу физической величины.

К средствам измерений относятся:

1. Меры, предназначенные для воспроизведения или хранения физической величины. Например, гири, линейки и тд.

2. Измерительные приборы – СИ, предназначенные для извлечения измерительной информации, преобразования её для отображения в том или ином виде.

3. Измерительные преобразователи – СИ, предназначенные для преобразования измеряемой величины в другую величину с целью представления измеряемой величины в форме, удобной при обработке, хранения (в памяти ЭВМ), для дальнейших преобразований или для передачи в показывающее устройство.

4. Измерительные установки и системы представляют собой совокупность функционально объединенных средств измерений с целью измерения одной или нескольких физических величин объекта измерений.

Для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью вводят метрологические характеристики СИ с целью обеспечения возможности установления точности измерений, сравнения СП между собой и выбора нужных СП по точности и другим характеристикам, оценки технического состояния СИ при поверке.

На практике наиболее распространены следующие МХ СИ:

1. Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для которой нормированы допустимые пределы погрешности СИ.

2. Предел измерений – наибольшее или наименьшее значение диапазона измерения.

3. Чувствительность – отношение сигнала Δу на выходе СИ к сигналу на входе Δх, т.е. S =

4. Главной метрологической характеристикой СИ – погрешность СИ.

5. Вариация (гистерезис) – разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при её возрастании и убывании измерений величины и неизмененных внешних условиях.

А = | - |

Метрологические характеристики - это характеристики, по которым сравнивают различные СИ и приводят оценку пригодности СИ к измерениям.

В общем случае погрешности разделяются на абсолютную, относительную и приведенную.

Абсолютная погрешность (Δ) выражается в единицах измеряемой величины и равна разнице между показателями СИ () и истинными значением () измеряемой величины.

Δ = | - | (1)

Основные постулаты метрологии:

- истинное значение измеряемой величины существует и оно постоянно;

- истинное значение измеряемой величины отыскать невозможно.

Эти постулаты объясняются моделью измерения, которая имеет вид

Оборудо- вание

СИ

Х Y

Z

- Где Z – внешние и внутренние помехи.

Из модели видно, что при многократном измерении одной и той же величины одним и тем же СИ в одинаковых условиях результаты измерения различаются между собой и не совпадают с.

Поскольку истинное значение есть идеальное значение, то в качестве наиболее близкое к нему используют действительное значение.

Поэтому формулу (1) перепишем в виде:

Δ = | - |

Относительная погрешность δ представляется отношением абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины:

δ =

Из выражения видно, что для одного и того же СИ относительная погрешность уменьшается с ростом, а при уменьшении →0, δ→∞. То есть при измерении на начальном участке шкалы погрешность δ будет больше.

Приведенная погрешность γ – отношение абсолютной погрешности к максимальному значению измеряемой величины.

γ =