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, % ХN - 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 XN 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; ХК – 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