Метрологические показатели средств измерений

Меры характеризуются номинальным и действительным значениями. Номинальное значение меры— значение величины, указанное на мере или приписываемое ей. Действительное значение меры — действительное зна­чение величины воспроизводимой мерой.

Измерительные приборы состоят из чувствительного элемента, ко­торый находится под непосредственным воздействием физической вели­чины, измерительного механизма и отсчетного устройства. Отсчетное устройство показывающего прибора имеет шкалу и указатель, выполнен­ный в виде материального стержня-стрелки или в виде луча света — све­тового указателя. Шкала представляет собой совокупность отметок и про­ставленных у некоторых из них чисел отсчета, соответствующих ряду последовательных значений величины. Шкалы с делениями постоянной длины называют равномерными.

Длина деления шкалы а — расстояние между осями (или центрами) двух соседних отметок шкалы. Цена деления шкалы С— разность значений величины, соответствующих двум соседним отметкам шкал. Чувствитель­ность прибора определяется отношением сигнала на выходе прибора к вызывающему его изменению измеряемой величины. Абсолютную чув­ствительность прибора определяют по формуле 5 = а/С. При измерениях длин чувствительность прибора является безразмерной величиной и на­зывается также передаточным отношением прибора.

Начальное и конечное значения шкалы— наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, указанные на шкале. Диапазон показа­ний — область значений измеряемой величины, для которой нормирова­ны допускаемые погрешности прибора. Предел измерений — наибольшее или наименьшее значение диапазона измерений. Вариация показаний — разность показаний прибора, соответствующих данной точке диапазона измерений, при двух направлениях медленных измерений показаний при­бора. Стабильность средства измерения — качество средства измерений, отражающее неизменность во времени его метрологических свойств.

Измерительное усилие прибора — сила, создаваемая прибором при . контакте с изделием и действующая по линии измерения. Оно обычно вызывается пружиной, обеспечивающей контакт чувствительного элемен­та прибора, например измерительного наконечника, с поверхностью измеряемого объекта. При деформации пружины происходит изменение усилия: разность между наибольшим и наименьшим значениями —мак­симальное колебание измерительного усилия.

Погрешности средств измерений

Успех измерений зависит от грамотного использования средств из­мерений, от знания их свойств. В первую очередь надо знать классифика­цию средств измерений, их метрологические характеристики, погрешно­сти средств измерений и причины их порождающие. Уже по обозначениям на шкале прибора можно определить с какой погрешностью мы будем

измерять, но для этого надо знать формы представления метрологичес­ких характеристик.

Совершенные приборы не должны вносить искажения в значения измеряемых ими величин, а если этого нельзя избежать, то они должны допускать возможность учета исключения этих искажений каким-либо приемом.

Погрешности средств измерений возникают в результате воздействия большого числа факторов, обусловленных их изготовлением, хранением, эксплуатацией, условиями проведения измерений. Абсолютная погреш­ность меры представляет собой разность между номинальным значением меры и истинным значением воспроизводимой ею величины. Абсолютная погрешность прибора — разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины. Однако в связи с тем, что истинное значение величины неизвестно, на практике вместо него используют действительное значение величины.

Приведенной погрешностью прибора является отношение абсолютной погрешности к нормируемому значению, за которое принимают значение, равное верхнему пределу измерений, или диапазону измерений, или длине шкалы, и т. п. Так, для вольтметра с верхним пределом измерений 150 В и абсолютной погрешностью Дх = 0,6 В приведенная погрешность, которую обычно выражают в процентах, будет (0,6/150) • 100 % = 0,4% (норми­рующее значение в данном случае равно верхнему пределу, т. е. 150 В).

На погрешность средств измерений большое влияние оказывают ус­ловия его применения. Величина, которую не измеряют данным сред­ством измерения, но которая оказывает влияние на результаты измере­ний этим средством, называется влияющей физической величиной, напри­мер, температура, давление, влажность, запыленность окружающей сре­ды, механические и акустические вибрации и т. п. Условия применения средств измерения, при которых влияющие величины имеют нормальное значение или находятся в пределах нормальной области значений, назы­вают нормальными условиями. Нормальные условия ддя линейных и уг­ловых измерений — температура 20°С, атмосферное давление 101,32472 кПа (760 мм рт. ст.), относительная влажность 58 % и др.

Основной погрешностью является погрешность средства измерений, используемого при нормальных условиях; дополнительной погрешностью — изменение действительного значения меры или показания прибора при отклонении одной из влияющих величин за пределы, установленные для нормальной области ее значений. Наибольшая погрешность средства из­мерений, при которой оно может быть признано годным и допущено к применению, называется пределом допускаемой погрешности.

Класс точности средства измерений— это обобщенная характеристика средства измерений, определяемая пределами допускаемых и дополни­тельных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность и определяемыми стандартами на отдельные виды средств измерений.