1.3.5 Характеристика средств измерений (2 часть)
Одной из составляющих погрешности измерений является инструментальная погрешность, т.е. погрешность, связанная со средствами измерений. Эта погрешность обусловлена влиянием конструкции, технологии изготовления, эксплуатацией, хранением и условиями, в которых используется средство измерений. В виду множества причин, вызывающих появление таких погрешностей их подразделяют на систематические и случайные. К систематическим инструментальным погрешностям относятся погрешности настройки, износа и старения.
В зависимости от способа выражения различают абсолютные, относительные и приведённые погрешности; по отношению к условиям применения – основные и дополнительные.
Разность между показанием средств измерений и действительным значением величины, выраженная в единицах измерения этой величины, называется абсолютной погрешностью: DХ=Хп-Хд, где Хп – показание средств измерений. Различают абсолютную погрешность меры, измерительного преобразователя и прибора. В случае меры под её погрешностью понимается разность между номинальным и действительным значением величины, воспроизводимым мерой: DХм=Хм-Хд. Номинальное значение меры – это значение, предписанное ей при изготовлении.
Однако на практике значительно удобнее и нагляднее пользоваться относительной погрешностью, которая выражается отношением абсолютной погрешности к действительному значению величины (а в случае меры – к номинальному её значению): s=DХ/Хд. Если диапазон измерений включает и нулевое значение величины, то в этой точке шкалы относительная погрешность превращается в бесконечное. В этом случае пользуются приведённой погрешностью, равной отношению абсолютной погрешности к некоторому, условно принятому, нормирующему значению Хn, за которое чаще всего принимается значение верхнего предела измерений g=DХ/Хn. Относительную и приведённую погрешности обычно выражают в процентах: s=100DХ/Хд, g=100DХ/Хn.
Основной погрешностью средств измерений (DХ) называют погрешность, присущую данному средству в нормальных условиях его эксплуатации: нормальными считают такие условия, когда влияющие на результат измерения внешние факторы (температура, влажность, давление, запылённость, вибрация, частота и напряжение питания, магнитное поле и т.д.) имеют нормальное значение или находятся в пределах нормальной области значений. Такими условиями считают температуру 20± 20 С, относительную влажность воздуха в пределах 60 – 80%, атмосферное давление 101,3 кПа (760 мм рт, ст), отсутствие вибрации, магнитных полей, ионизирующих излучений и т.п. Для различных средств измерений эти условия могут отличаться. Их значения указываются в стандартах, паспортах и инструкциях по эксплуатации средств измерений.
При отклонении влияющих факторов от нормальных значений погрешности изменяются. Составляющая погрешности, возникающая вследствие отклонений от нормальных условий, называется дополнительной погрешностью (Di). Размер её зависит от интенсивности изменений влияющей величины и от стабильности средства к воздействию этой величины.
Систематические погрешности могут быть определены при поверке средств измерений и исключены при расчёте результатов измерений.
Не исключенный остаток систематической погрешности и случайные погрешности исключить и учесть точно невозможно. Поэтому их нормируют, т.е. устанавливают такие их пределы, при которых ещё возможно использование данного средства для решения поставленной измерительной задачи. Чем уже эти пределы, тем точнее средство. Точность средств измерений – это характеристика, отражающая близость его погрешности к нулю.
Похожие статьи
