Похибки засобів вимірювань

У результаті впливу великого числа випадкових і детермінованих факторів, що виникають в процесі виготовлення, зберігання і експлуатації вимірювальних засобів, номінальні значення заходів і показання вимірювальних приладів відрізняються від дійсних значень вимірюваних величин. Ці відхилення характеризують похибки вимірювальних засобів.

Під абсолютною похибкою Ах заходи розуміється алгебраїчна різниця між її номінальним хн і дійсним ха значеннями.

Під абсолютною похибкою Ах вимірювального приладу розуміється алгебраїчна різниця між показанням хп приладу і дійсним значенням х, вимірюваної величини.

Похибка заходи визначається за формулою Ах = хн - хд, а похибка вимірювального приладу з аналогічного вираження Дх = хп - хл.

Ступеня точності засоби вимірювань характеризує відносна похибка, т. Е. Виражене у відсотках відношення абсолютної похибки до дійсного значення вимірюваної або відтворної даним засобом вимірювань величини:

У цю формулу замість хд можна підставити номінальне значення заходи чи показання вимірювального приладу (6 -С 1).

Якщо діапазон вимірювання приладу включає і нульове значення вимірюваної величини, то відносна похибка звертається в нескінченність в нульовій точці шкали. У цьому випадку користуються поняттям зведеної похибки, рівної відношенню абсолютної похибки вимірювання вимірювального приладу до деякого нормуються значення Хд .:

В якості нормуючим значення застосовується значення, характерне для даного виду вимірювального приладу. Це може

бути, наприклад, діапазон вимірювань, верхня межа вимірювань, довжина шкали і т. п.

Важливою характеристикою вимірювального приладу є поріг реагуванні (чутливості).

Під порогом реагування розуміється зміна вимірюваної величини, що викликає найменша зміна показань вимірювального приладу, яке ще може бути виявлено спостерігачем при нормальному для даного приладу способі відліку показань.

При вимірюванні змінних в часі величин велике значення набуває аналіз динамічних похибок, які спотворюють частотний спектр вимірюваної функції.

Нормування похибок засобів вимірювань

Державними стандартами на окремі види засобів вимірювань встановлюються норми на значення їх сумарних похибок і окремих складових, таких, як варіація показань, непостійність показань, похибка зворотного ходу та ін.

Значення сумарних похибок встановлюються окремо для нормальних умов застосування засобів вимірювань і для випадку відхилення впливають величин від значень, що мають місце в нормальних умовах.

Під нормальними умовами розуміються такі умови застосування засобів вимірювання, при яких впливають на процес вимірювання величини (температура, вологість, частота і напруга живлення, зовнішні магнітні поля, положення засобів вимірювання в просторі і т. Д.) Мають нормальні значення або перебувають в нормальній області значень. Нормальні значення впливають величин вказуються в стандартах або технічних умовах на засоби вимірювань даного виду у формі номіналів з нормованими відхиленнями, наприклад температура повинна становити 20 ± 2 ° С, напруга живлення 220 ± 10%. Іноді замість нормальних значень впливають величин вказують нормальну область їх значень (вологість 30-80%).

Похибка, властива засобу вимірювань, що знаходиться в нормальних умовах застосування, називається основною похибкою. Основна похибка засобів вимірювань нормується шляхом завдання меж допустимої основної похибки.

Тільки в тому випадку, коли основна похибка знаходиться в цих межах, засоби вимірювання допускаються до застосування.

Межі основної похибки заходів вдаються в вигляді абсолютних, наведених або відносних похибок.

Основна похибка окремих однозначних мір вдається одночленной формулою, що визначає межі допустимої абсолютної

або відносної основної похибки

де Д - межа допустимої основної абсолютної похибки; д - межа допустимої відносної основної похибки; хн - номінальне значення міри.

Для тих заходів, які не мають номінального значення, нормується не головна похибка, а допустимий діапазон дійсних значень заходів.

Основна похибка окремих багатозначних мір виражається також одночленной формулою, що визначає наведену похибка:

де Д- діапазон значень воспроизводимой багатозначною мірою величини.

Для нормування меж допустимої основної похибки наборів і магазинів заходів одночленні формули не застосовуються, оскільки вони не відображають має місце залежно абсолютної або відносної похибки міри від номінального значення відтворюваної величини. Тому для них використовуються двочленні формули:

- Для абсолютної похибки

- Для відносної основної похибки

де а, А, с, с1 - постійні числа; х4 - найбільше значення відтворюваної даними набором або магазином величини.

При л- = хк межа допустимої відносної основної похибки досягає значення 3 = ± с, а при х <хк залишається усюди більше цієї величини. Допускається також використання формули

де л * '- значення відтворюваної набором або магазином величини, при якому межа допустимої основної похибки досягає найменшого значення.

Якщо залежність основної похибки від номінальних значень заходів виявляється більш складною, то основна похибка вдається в вигляді таблиці меж допустимої абсолютної основної похибки для різних номінальних значень заходів (наприклад, для заходів маси - гир).

Спосіб завдання меж допустимої основної похибки вимірювальних перетворювачів та приладів визначається головним чином залежністю похибки від вимірюваної або відповідно вхідної величини.

 
< Попер   ЗМІСТ   Наст >