14.Метрологические характеристики си

МХ – это характеристики СИ, оказывающие влияние на результат измерений и его погрешности. МХ позволяют производить оптимальный выбор СИ и сравнивать СИ различных типов.

К МХ относятся:

Характеристики, предназначенные для определения результата измерений:

• Функция преобразования, коэффициент преобразования, цена деления, чувствительность,

диапазон измерений, верхний и нижний пределы измерений, диапазон показаний, конечное и начальное значения шкалы;

Характеристики погрешности:

• Систематическая погрешность,случайная погрешность, основная погрешность, динамическая погрешность, порог чувствительности, мультипликативная, аддитивная погрешность, погрешности линейности, вариация,

Характеристики чувствительности к влияющим величинам:

• Функции влияния, дополнительная погрешность, изменение коэффициента преобразований,

Динамические характеристики:

• Дифференциальное уравнение, передаточная функция, комплексная частотная функция,

переходная характеристика, импульсная переходная характеристика, амплитудно- фазовая характеристика, постоянная времени, полоса пропускания и др.

Характеристики взаимодействия с подключаемыми средствами измерений:

• Входной импеданс, выходной импеданс.

Статическая характеристика (функция преобразования)–функциональная зависимость выходного сигнала от входного в статическом режиме работы, которая описывается в общем случае некоторым нелинейным уравнением:

Y=f(X)

За исключением специальных случаев, основное требование, предъявляемое к статической характеристике СИ, сводится к получению линейной зависимости междувыходной и входной величинами. На практике это требование реализуется в общем случае только с некоторой принятой заранее погрешностью.

Для количественной оценки влияния на выходной сигнал СИ входного сигнала в произвольной точке статической характеристики служит чувствительность

Если статическая характеристика СИ нелинейна, то его чувствительность будет различной в разных точках характеристики, а шкала прибора — неравномерной.

Для измерительных приборов важным параметром является цена деления, определяемая как разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы. Как правило, цена деления равна удвоенному значению класса точности прибора.

Порог чувствительности - наименьшее изменение входного сигнала, которое вызывает уверенно фиксируемое изменение выходного сигнала.

Наблюдатель, уверенно может заметить смещение стрелки на половину деления шкалы, поэтому порог чувствительности можно считать равным половине цены деления, т.е. в первом приближении порог чувствительности равен классу точности.

15.Нормирование метрологическиххарактеристик.Надежность си

Нормирование метрологических характеристик СИ

СИ допускаются к применению только в том случае, если установлены нормы — нормированы их метрологические характеристики. Сведения о последних приводятся в технической документации на средства измерений.

Посредством нормирования метрологических характеристик обеспечивается взаимозаменяемость средств измерений и единство измерений в государственном масштабе. Реальные значения метрологических характеристик средств измерений определяются при их изготовлении, а затем периодически проверяются в процессе эксплуатации. При наличии отклонений хотя бы одной нормированной метрологической характеристики от нормы средство измерений регулируется, подвергается ремонту или бракуется и изымается из обращения.

Выбор нормируемых метрологических характеристик из числа приведенных СИ и осуществляется в процессе разработки, освоения производства и аттестации средства измерений данного типоразмера.

Общий подход при нормировании метрологических характеристик состоит в том, что для всех нормируемых функций и значений устанавливаются номинальные функции, номинальные значения и пределы допустимых отклонений (например, номинальная функция преобразования, номинальная функция влияния, номинальное значение информативного параметра на выходе, номинальное значение постоянной времени и т. п.). Для остальных характеристик устанавливаются пределы допустимых значений (например, пределы допускаемой основной погрешности, пределы допускаемой вариации и т.п.).

Определенную специфику имеет нормирование характеристик, определяющих точность измерений, выполняемых с помощью данного средства измерений (основная и дополнительная погрешности, размах, вариация).

Основная погрешность устройства для технологических измерений нормируется путем установления предела допускаемой абсолютной, относительной или приведенной погрешности:

Если у данного СИ погрешность практически не зависит от значения измеряемой величины, т.е. является аддитивной, то предел допускаемой основной погрешности нормируется абсолютной погрешностью, либо приведенной погрешностью.

Если погрешность СИ является мультипликативной, то предел допускаемой основной погрешности нормируют через относительную погрешность.

Значение предела допускаемой вариации принимается в виде дольного (кратного) значения предела допускаемой основной погрешности обычно из следующих соотношений:

Дополнительная погрешность нормируется в тех случаях, когда при измерении влияющих величин в рабочей области основная погрешность превышает установленный для нее предел.

СИ принято разделять на классы точности.

В настоящее время класс точноститрактуется как обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений.

Надежность СИ

В общем случае надежность– свойство СИ выполнять заданные функции, сохраняя эксплуатационные показатели в заданных пределах в течение требуемого промежутка времени или требуемой наработки. Применительно к средствам измерения такими показателями являются нормируемые метрологические характеристики.

Под наработкой (наработкой на отказ) для средств измерений понимают продолжительность безотказной работы.

Количественными оценками надежности обычно служит вероятность безотказной работы средства измерений и интенсивность потока отказов для времени, в течение которого обеспечивается заданная вероятность безотказной работы.

Вероятностью безотказной работыназывают вероятность того, что в определенных условиях в пределах заданной продолжительности работы отказов не возникает.

Отказ может быть физическим и метрологическим.