Примеры погрешностей применения.

- погрешность, вызванная взаимодействием средства измерений с объектом.

Объект измерения - цилиндр двигателя внутреннего сгорания. Параметр, подлежащий измерению, - давление газов внутри цилиндра. Присоединение датчика с помощью трубки приводит к увеличению объема камеры сгорания и тем самым - к изменению объекта.

- погрешность, вызванная помехами, однородными с измеряемыми величинами,

Эта погрешность возникает при измерении среднего значения выпрямленного переменного напряжения, при измерении малых напряжений в условиях действия помех, а также при преобразовании слабых сигналов измерительной информации.

- погрешность, вызванная несоответствием принятой математической модели объекта и измеряемой величины их фактическим моделям.

Объект измерения – вал. Его сечение не является идеальным кругом. При постановке задачи измерения диаметра поперечного сечения такого вала рассматриваемая погрешность определяется отличием формы поперечного сечения от круговой вне зависимости от точности применяемого средства измерений.

13

Взаимодействие датчиков с объектами измерений, измерение температуры.

Объект измерения - хорошо перемешиваемая жидкость в сосуде. Измерению подлежит температура жидкости. Масса жидкости , удельная теплоемкость , истинная температура . Средство измерений - ртутный термометр, который будем считать абсолютно точным. Его масса , удельная теплоемкость погружаемой части . Собственная температура термометра до его погружения в жидкость равна , ее значение может быть считано со шкалы. Считаем, что теплообмена с внешней средой нет.

В таком случае общее количество теплоты сохраняется неизменным, и уравнение теплового баланса имеет вид:

,

где - установившаяся температура жидкости, а, следовательно, погружаемой части термометра и результат измерения.

Понятно, что если температура термометра была ниже истинной температуры жидкости, температура жидкости снизится и наоборот, поднимется в противном случае. В результате такого взаимодействия термометра с объектом (жидкостью) возникает систематическая погрешность

.

По отношению к результату измерения эта погрешность вычисляется по формуле

В данном случае эта погрешность систематическая и может быть почти полностью исключена путем введения поправки. Неисключенный остаток погрешности будет определяться точностью, с которой известны величины, входящие в формулу для .

Масса и теплоемкость погружаемой части ртутного термометра являются его метрологическими характеристиками, поскольку оказывают влияние на погрешность результата измерений.

14

Аналоговые измерительные приборы, метрологическая структурная схема измерений, метрологические характеристики.

Аналоговые измерительные приборы обеспечивают выполнение прямых измерений, отсчет результата измерений производится по шкале. Режим измерений, выполняемых аналоговыми средствами измерений - статический. Большинство аналоговых измерительных приборов - стрелочные с неподвижной шкалой и подвижной стрелкой. Рассмотрим метрологическую структурную схему измерений, выполняемых стрелочным измерительным прибором:

По сравнению с метрологической структурной схемой здесь в составе погрешности применения отсутствует погрешность, вызванная пульсациями и помехами. Это вызвано тем, что механизм, перемещающий стрелку относительно шкалы, обладает значительной инерционностью: время установления показаний прибора равно примерно 1 секунде. Поэтому высокочастотные пульсации и помехи, действующие на большинстве объектов, фильтруются почти полностью.

На аналоговые средства измерений приводятся нормы, устанавливаемые на следующие метрологические характеристики:

- диапазон изменения измеряемой величины,

- предел допускаемой основной приведенной погрешности, выражается в %,

- собственное сопротивление или импеданс,

- предел допускаемой дополнительной погрешности, выражается в долях от предела допускаемой основной приведенной погрешности и нормируется для каждой влияющей величины раздельно.

Основная погрешность аналоговых измерительных приборов нормируется без разделения на мультипликативную и аддитивную составляющие. Случайная составляющая погрешности подобных приборов практически отсутствует.

Аналоговым измерительным приборам с непосредственным отсчетом присваивается класс точности, который обозначается числом, равным пределу допускаемой основной приведенной погрешности .

15