Основные характеристики средств измерений

Для каждого средства измерения существует ограничен­ный интервал численных значений измеряемой величины. Этот интервал ограничивается нижним Хmin и верхним Xmax предела­ми измерений.

Нижним и верхний пределами измерений Xmin и Xmax на­зывают соответственно наименьшее и наибольшее значения измеряемой величины, которые измеряются с нормированной погрешностью. Нижний предел измерений не может быть равным нулю Xmin0 (так как при нулевом Xmin погрешность может быть больше, чем измеряемая величина ).

Xmin у стрелочных приборов обычно отмечается точкой (штрихом) в начале шкалы. Если такая отметка отсутствует, то за нижний предел принимается первое после нуля деление шкалы.

Множество значений измеряемой величины, заключенное между Xmin и Xmax , называют диапазоном измерений.

От диапазона измерений следует отличать диапазон пока­заний, который охватывает область, значений шкалы, ограни­ченную конечным и начальным значениями шкалы. Таким об­разом, диапазон измерений, охватывающий часть шкалы, в пределах которого измерения могут быть произведены с нор­мируемой погрешностью, более узок, чем диапазон показаний, охватывающий всю шкалу.

Отношение верхнего предела измерений к нижнему называют полным диапазоном:

Это величина безразмерная.

Для расширения диапазона измерений и сохранения вы­сокой точности выпускаются многопредельные приборы, у ко­торых пределы измерений переключаются переключателем.

Диапазон многопредельных приборов состоит из несколь­ких поддиапазонов. Каждый поддиапазон имеет свой нижний и верхний пределы измерений.

3. Диапазоны многопредельных приборов.

d- диапазон (интервал значений - абсолютная характеристика);

d₁, d₂, d₃ - поддиапазоны (интервалы значений - абсо­лютные характеристики);

- пределы измерений.

Для упрощения записи указываются только верхние пре­делы диапазона и поддиапазонов. За нижние пределы прини­маются верхние пределы предыдущих поддиапазонов.

Каждый поддиапазон характеризуется полным поддиапа­зоном (относительная характеристика).

Уравнение преобразования - функциональная зависимость между выходной величиной Y и входной величиной X с нор­мированной погрешностью.

Желательно, чтобы функция преобразования была линей­ной.

Чувствительность - это отношение изменения выходной величины средства измерения к вызвавшего ее изменению входной величины. Чувствительность определяется выражени­ем:

Если уравнение преобразования линейно, то S = const и у = S · х.

Порог чувствительности - такое минимальное изменение входной величины, которое вызывает заметное изменение вы­ходной величины.

В настоящее время под порогом чувствительности пони­мают такое значение измеряемой величины, при котором отно­сительная погрешность равна 100 %:

У цифровых приборов порог чувствительности равен еди­нице младшего разряда.

Цена деления - величина, обратная чувствительности.

Для линейного уравнения преобразования:

С = const, х = С · у.

Точность измерения тем выше, чем меньше погрешность, поэтому под точностью понимают величину, обратную вели­чине относительной погрешности (в относительных единицах):

,

где δ - относительная погрешность в относительных едини­цах.

Точность - величина безразмерная.

При поверке средств измерения СИ, то есть при определе­нии соответствия характеристик средств измерений нормируе­мым значениям, используются образцовые средства измерения. У образцовых средств измерений погрешность значительно меньше , чем у поверяемых:

где ∆, δ - абсолютная, относительная погрешности поверяе­мого средства измерения;

∆_обр , δ _обр - абсолютная, относительная погрешности об­разцового средства измерения.

Погрешности по виду бывают действительным и допус­тимыми.

Действительная погрешность ∆’ равна разности двух значений, одно из которых найдено с помощью образцовых средств измерений и близко к истинному значению.

,

где _Хобр - показание образцового средства измерения.

Допустимая погрешность - максимально возможное значение погрешности данного средства измерения.

Ни одна погрешность не должна превышать допустимой. Множество действительных погрешностей, ограниченных уравнениями допустимых погрешностей в заданном диапазоне измерений, называется зоной допустимых погрешностей. Зоны допустимых погрешностей симметричны относительно оси X.