И МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
ЛЕКЦИЯ №3
1. Метрологические свойства и метрологические характеристики средств измерений.
2. Точность методов и результатов измерений.
3. Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ).
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИ — это свойства СИ, влияющие на результат измерений и его точность.
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ –это показатели метрологических свойств, являющиеся их количественной характеристикой.
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИподразделяются на две группы:
· Свойства, определяющие область применения СИ;
· Свойства, определяющие точность результатов измерения.
Метрологические свойства первой группы определяются такими метрологическими характеристиками, как ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ и ПОРОГ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ.
Метрологические свойства второй группы определяются такими метрологическими характеристиками, как ПОГРЕШНОСТЬ СИ и КЛАСС ТОЧНОСТИ СИ.
ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ— область значений величины, в пределах которой нормированы допускаемые пределы погрешности измерений.
ПОРОГ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ — минимальное значение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала об измеряемой величине с заданной точностью.
ПРИМЕР: если порог чувствительности весов равен 10 мг, то это значит, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг.
ПОГРЕШНОСТЬ СИ – это разность между показаниями СИ и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением.
Для РСИ за действительное значение принимают показания рабочего эталона низшего, 4-горазряда; для рабочего эталона 4-го разряда – значение величины, полученное с помощью эталона 3-го разряда, и т.д.
Таким образом за БАЗУ СРАВНЕНИЯ принимают значение СИ, которое является в поверочной схеме вышестоящим по отношению к подчиненному СИ, подлежащему поверке.
(1)
где - погрешность поверяемого СИ;
— значение величины, найденное с помощью поверяемого СИ;
— значение СИ, принятое за базу сравнения (действительное значение).
ПОГРЕШНОСТИ СИмогут быть классифицированы по ряду признаков:
· по способу выражения — АБСОЛЮТНЫЕ, ОТНОСИТЕЛЬНЫЕ;
· по характеру проявления — СИСТЕМАТИЧЕСКИЕ, СЛУЧАЙНЫЕ;
· по отношению к условиям применения — ОСНОВНЫЕ, ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ.
Определяемая по формуле (1) величина является АБСОЛЮТНОЙ ПОГРЕШНОСТЬЮ.
Однако в большей степени точность СИ характеризует ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ- это выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к действительному значению величины, воспроизводимой данным СИ:
.
СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – это погрешность результата измерения, остающаяся постоянной при повторных измерениях одной и той же величины (например, погрешность градуировки).
СЛУЧАЙНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – это погрешность результата измерения, изменяющая случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины, выполняемых с одинаковой тщательностью. В проявлении случайных измерений не наблюдается никакой закономерности, они неизбежны и неустранимы, всегда присутствуют в результатах измерений и порождают рассеяние результатов.
Характеристиками рассеяния являются средняя арифметическая погрешность, средняя квадратическая погрешность, размах результатов измерений.
ОСНОВНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – погрешность, определяемая в нормальных условиях применения СИ - температура (293 ± 5) К; давление (100 ± 4) КПа; относительная влажность (65 ± 15) %; электрическое напряжение сети (220 В ± 10 %).
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – погрешность, дополнительно возникающая вследствие отклонений какой-либо из влияющих величин (температуры, относительной влажности и т.п.) от ее нормального значения.
ПРИВЕДЕННАЯ ПОГРЕШНОСТЬ - относительная погрешность, в которой абсолютная погрешность средства измерений отнесена к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений.
КЛАСС ТОЧНОСТИ СИ— основная метрологическая характеристика СИ, определяющая допускаемые по стандарту значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.