7. Абсолютная, относительная, приведённая погрешности измерительного прибора. Вариация показаний прибора
Абсолютной погрешностью измерительного прибора называется разность между его показанием и истинным значением измеряемой величины. Так как истинное значение измеряемой величины установить невозможно, в измерительной технике используется так называемое действительное значение, полученное с помощью образцового прибора [1].
Абсолютная погрешность: Δ = Хп — Q0 ,
где Хп — значение, полученное при измерении величины рабочим измерительным прибором; Q0 — действительное значение измеряемой величины.
Относительная погрешность измерительного прибора - это отношение абсолютной погрешности к действительному значению, выраженное в %:
.
При вычислении относительной погрешности абсолютную погрешность можно также относить к показанию рабочего прибора Xп.
Если прибор работает в условиях, отличных от условий, оговоренных в паспорте, то возникает дополнительная погрешность, увеличивающая общую погрешность прибора. К дополнительным погрешностям относятся: температурная погрешность, вызванная отклонением температуры окружающей среды от нормальной; инструментальная погрешность, обусловленная отклонением положения прибора от нормального рабочего положения и т.п. За нормальную температуру окружающего воздуха принимают 20° С, а за нормальное атмосферное давление - 101325 Н/м2 (760 мм рт. ст.).
Приведённая погрешность – это отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению:
,
где Хнорм - деление шкалы поверяемого прибора (чаще всего).
Вариацией измерительного прибора N называется наибольшая экспериментально полученная разность между показаниями измерительного прибора при прямом и обратном ходе, соответствующими одному и тому же действительному значению измеряемой величины при одинаковых условиях измерения. Вариации вызываются трением в механизме прибора, зазорами (люфтами) в кинематических парах, гистерезисом и упругим последействием чувствительных элементов прибора. Таким образом, N - это абсолютная вариация прибора.
Приведенная вариация прибора :
,
где ΔN – абсолютная вариация прибора; Nmax и Nmin – соответственно верхнее и нижнее предельные значения шкалы прибора.
8. Класс точности приборов
Обобщенной характеристикой средств измерения является класс точности, определяемый предельными значениями допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерения, влияющими на точность, значение которых устанавливается в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их точностные свойства, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых с помощью этих средств. Например, класс точности вольтметра характеризует пределы допускаемой основной погрешности и допускаемых изменений показаний, вызываемых внешним магнитным полем и отклонением от нормальных значений температуры, частоты переменного тока и некоторых других влияющих факторов [1].
В настоящее время в нашей стране используются два вида классов точности: 1) по абсолютным погрешностям (порядковые номера классов); 2) по относительным погрешностям. В последнем случае класс точности — это отношение абсолютной погрешности Δ к диапазону шкалы прибора, выраженное в процентах.
Государственными стандартами для разных приборов установлены различные классы точности. Класс точности обозначается на циферблате прибора либо в паспорте прибора.
Согласно ГОСТ 8.401-80 (взамен ГОСТ 13600-68) классы точности выбираются из ряда:
К=(1;1.5;2.0;2.5;3.0;4.0;5.0;6.0)*10n,
где n=1,0,-1,2....
Средства измерений с двумя и более шкалами могут иметь соответственно два и более классов точности.