Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Экология arrow МОНИТОРИНГ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
Посмотреть оригинал

Метрологические характеристики средств измерений

В соответствии с ГОСТ Р 8.000—2000 метрология — это наука об измерениях, методах, средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности. Различают теоретическую, законодательную и практическую (прикладную) метрологию.

Одним из основных условий для реализации единства измерений является необходимость обеспечения единообразия СИ, т.е. когда они проградуированы в узаконенных единицах и их метрологические характеристики соответствуют установленным нормам.

Метрологическая характеристика — характеристика одного из свойств СИ, влияющая на результат измерений и на его погрешность. Для каждого типа СИ устанавливают свои метрологические характеристики. Метрологические характеристики, устанавливаемые НТД, называют нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными метрологическими характеристиками.

ГОСТ 22729-84 устанавливает следующие метрологические характеристики анализаторов:

  • • диапазон измерений;
  • • основная погрешность или систематическая и случайная составляющие погрешности, изменение выходных сигналов (показаний), вызванные изменением влияющей величины в пределах рабочих условий применения (дополнительная погрешность);
  • • стабильность;
  • • динамические характеристики.

ГОСТ 8.009—84 регламентирует номенклатуру метрологических характеристик.

Функция преобразования (статическая характеристика) — функциональная зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигналов СИ. Она может задаваться аналитически, таблично или графически (рис. 3.2).

Статическая характеристика СИ

Рис. 3.2. Статическая характеристика СИ

Градуировочная характеристика — зависимость между значениями величин на входе и выходе СИ, полученная экспериментально.

Диапазон измерений — область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые значения погрешности СИ. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу и сверху (слева и справа), называют соответственно нижним и верхним пределами измерений.

Диапазон показаний — область значений шкалы прибора, ограниченная начальным и конечным значениями шкалы.

Чувствительность S — свойство СИ, определяемое отношением изменения выходного сигнала Д Y этого средства к вызывающей его изменение измеряемой величине АХ, т.е.

Метрологический отказ — это выход метрологических характеристик СИ за установленные пределы. Если погрешность СИ класса точности 0,01 стала превышать 0,01%, то это значит, что произошел метрологический отказ и СИ уже не соответствует указанному ранее классу точности и пользоваться им нельзя.

Точностные характеристики — совокупность метрологических характеристик СИ, влияющих на погрешность измерения. К точностным характеристикам относят погрешность СИ, нестабильность, порог чувствительности, дрейф нуля и т.п.

Основные методы повышения точности можно разделить на конструкторско-технологические, структурные, алгоритмические и комплексные.

Точность — характеристика качества СИ, отражающая близость его погрешности к нулю. Считается, что чем меньше погрешность, тем точнее СИ.

Порог чувствительности — характеристика СИ в виде наименьшего значения изменения физической величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством. Если самое незначительное изменение массы, которое вызывает перемещение стрелки весов, составляет 10 мг, то порог чувствительности весов равен 10 мг.

Предел допускаемой погрешности — наибольшее значение погрешности СИ, устанавливаемое НД для данного типа СИ, при котором оно еще признается годным к применению.

Класс точности — обобщенная характеристика данного типа СИ, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности СИ характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполненных с помощью этих средств. Это связано с тем, что погрешность зависит еще от ряда факторов: метода измерений, условий измерений и т.д.

Класс точности присваивают СИ при их разработке на основании исследований и испытаний представительной партии устройств данного типа. Обычно его устанавливают в НТД.

Если основная абсолютная погрешность имеет аддитивную и мультипликативную составляющие, то класс точности представляют пределами допускаемой относительной погрешности 5 в виде

где Д = ±(а + ЬХ); a, b, end — положительные коэффициенты; XN — нормирующее значение, выраженное в единицах абсолютной погрешности.

Если прибор имеет равномерную шкалу и нулевая отметка находится на левом краю шкалы или вне ее, то за нормирующее значение XN принимают конечное (правое) значение шкалы. Если же нулевая отметка находится внутри шкалы, то нормирующее значение XN принимают равным сумме конечных значений шкалы, без учета знаков.

Класс точности СИ, выраженный формулой (3.3), принято изображать числами с и d, разделяя их косой чертой, т.е. c/d, например 0,5/0,02. Класс точности выбирают путем округления с и d до ближайшего большего числа из установленного нормального ряда: (1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 4,0, 5,0, 6,0)10", где п = ... -3, -2,-1,0, 1,2...).

Поверка — установление органом государственной метрологической службы (или другим официально уполномоченным органом, организацией) пригодности СИ к применению на основании экспериментально определяемых метрологических характеристик и подтверждения их соответствия установленным обязательным требованиям. Различают первичную, периодическую, внеочередную и инспекционную поверку СИ.

По условиям проведения измерений, погрешности СИ разделяют на основные и дополнительные.

Основной называют погрешность СИ, применяемого в нормальных условиях. Эти условия устанавливают НТД на виды СИ или их типы.

В большинстве НТД на СИ к нормальным относят следующие внешние условия:

  • • температура ОС 20 ± 5°С;
  • • относительная влажность воздуха 65 ± 15%;
  • • атмосферное давление 100 ± 4 кПа (750 ± 30 мм рт. ст.);
  • • напряжение питающей электрической сети 220 ± 4,4 В с частотой 50 Гц.

Кроме нормальных условий, в НТД на тип СИ указывают также условия, в пределах ко торых допускается эксплуатировать СИ с гарантированными метрологическими характеристиками. При этом диапазон рабочих условий существенно шире, чем нормальных. Например, рабочие температуры многих типов СИ имеют пределы от -10 до +40°С.

Дополнительная погрешность — составляющая погрешности СИ, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или ее выхода за пределы нормальной области значений. Дополнительная погрешность учитывается с помощью функции влияния.

Функция влияния представляет собой зависимость числовых значений (обычно в процентах), на которые необходимо увеличить значение основной погрешности, от значения отклонения влияющей величины от нормальных условий. Например, функцию влияния температуры часто указывают в виде|/ = п%! 10°С, по питающему напряжению — Unum = m%/S% , где числа пит означают, на сколько процентов следует увеличить значение основной погрешности измерений при указанном отклонении от нормальных значений температуры ОС и напряжения питания соответственно.

В технике измерений часто применяют измерительные цепи или каналы, состоящие из нескольких СИ. Такая измерительная цепь может быть представлена в виде последовательной цепи, состоящей из ПИП, линии связи, ИП, вторичного прибора или АЦП для ввода сигнала в микропроцессор и т.д.

Измерительный канал ИС — последовательное соединение каналов компонентов, выполняющее законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерения, выражаемого числом или соответствующим ему кодом. Каналы могут быть простыми и сложными. В простом осуществляется прямое измерение величины; сложный канал является совокупностью простых измерительных каналов, реализующих косвенные, совокупные или совместные измерения.

В случае если погрешности отдельных СИ Д, независимы одна от другой, погрешность измерительного канала Д определяется выражением

 
Посмотреть оригинал
Если Вы заметили ошибку в тексте выделите слово и нажмите Shift + Enter
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 
Популярные страницы