3.4. Загальна методика проведення метрологічної атестації зв

3.4.1. Для визначення класу точності будь-якого засобу вимірювань (ЗВ) в

першу чергу знімають його статичну характеристику перетворення.

Статична характеристика перетворення ЗВ - відноситься до однієї із

основних метрологічних характеристик ЗВ і являє собою функціональну

залежність між вхідною вимірюваною величиною та вихідним сигналом ЗВ.

Для знімання статичної характеристики ЗВ, як правило, приводять до

взаємодії з мірами або еталонами. Статична характеристика знімається при

повільних змінах вхідного інформативного параметру (значення міри) і вихідного сигналу ЗВ в координатах: по осі абсцис – значення міри на вході ЗВ (Х_0і), а по осі ординат – покази ЗВ (Х_і), які відповідають значенням цієї міри в

усьому діапазоні вимірювання.

При цьому по діапазону вимірювання вибирають декілька точок, починаючи з мінімального значення міри (нульове значення міри) на початку, та закінчуючи максимальним значенням міри в кінці діапазону. Кожній точці діапазону вимірювання повинно відповідати певне значення міри (як правило

розподіл точок діапазону задають рівномірним).

3.4.2. В загальному випадку, для визначення наявності чи ні у ЗВ варіації,

знімають як пряму гілку перетворення в напрямку від нижньої межі діапазону до верхньої, збільшуючи міру від мінімального значення до максимального і фіксуючи покази ЗВ із сторони менших значень до більших X_imin, так і зворотну, зменшуючи міру на вході ЗВ від максимального її значення до мінімального і фіксуючи покази ЗВ із сторони більших значень до менших X_imax. Кількість циклів n_ц (один цикл вміщує в собі збільшення та зменшення міри по діапазону вимірювань) вибирається як правило не менше 10 - 15, а загальна кількість n вимірювань, проведених в кожній точці, дорівнює в цьому

випадку: n = 2* n_ц= 20 – 30.

3.4.3. Розраховують систематичну складову похибки (ССП) Δ_с ЗВ для

кожної точки характеристики перетворення. Для цього спочатку із отриманих

n результатів вимірювання Х1, Х2, Х3, ...Xn, необхідно вирахувати середнє

арифметичне цього ряду (математичне сподівання M[X]) :

M[X] = (1/n) ּ (X1+X2+X3+...+Xn) = (Х)/n,

де Х_і – це результати одиночних вимірювань (із загальної кількості n), що

проведені в даній точці, як прямої гілки перетворення (X_imin), так і для зворотної

(X_imax).

Далі вираховується, з урахуванням знаку, ССП Δ_с, яка притаманна ЗВ в даній точці характеристики перетворення:

Δ_с = – Х_оі,

де Х_оі - значення міри на вході ЗВ в даній точці.

3.4.4. Розраховують точкову оцінку середнього квадратичного відхиленняS_x для кожної точки, якщо кількість проведених вимірювань n<20 за формулою:

S_x =,

де (Х_і -) -це випадкова Δ_в складова похибки (ВСП) кожного одиночного

вимірювання (спостереження) в даній точці, яка визначається як рiзниця мiж результатом одиночного спостереження Х_і та математичним сподіванням

результатiв вимірювання або середнім арифметичним в даній точці:

Δ_в = Х_і - M[X] Х_і -.

При кількості вимірювань n ≥ 20 середнє квадратичне відхилення

зображується як σі обчислюється за формулою:

σ=.

3.4.5. Використовуючи розподіл Стьюдента для малої кількості вимірювань (n<20), визначають довірче значення Δ_0,95 випадкової складової похибки, яке показує довірчу межу відхилення отриманих результатів вимірювання від їхнього середнього арифметичного (математичного сподівання m_x). Іншими словами Δ_0,95 - це складова похибки, яка оцінює інтервал невизначеності результатів вимірювання для кожної точки з довірчою ймовірністю Р_д = 0,95. Вона дорівнює:

, де t_0,95 -коефіцієнтСтьюдента для Р_д = 0,95 і n = 10 (t_0,95 = 2,26).

3.4.6. Визначають середню (по модулю) точкову оцінку варіації ЗВ

в кожній точці діапазону за формулою:

|-|,

де = (Х)/ n_ц, а = (Х) n_ц - середні арифметичні

значення результатів вимірювання тільки для прямої та тільки для зворотної

гілки перетворення в даній точці.

Варіацією жb окремого результату вимірювань - називається різниця між

двома показами ЗВ в одній і тій же точці характеристики перетворення, коли

одне і теж саме значення вимірюваної величини отримано в результаті її

збільшення та зменшення.

b = | X_imin - X_imax | .

3.4.7. Розраховують найбільшу по абсолютній величині основну похибку пристрою в усіх досліджуємих точках діапазону вимірювань по формулі:

,

де g_max - коефіцієнт, який для цифрових приладів дорівнює: g_max = 2;

0,28 - це залежність, яка виражає для цифрових вимірювальних пристроїв

їх варіацію через середньо квадратичне точкове відхиленняσ_н цієї варіації: σ_н = 0,28.

В даному випадку ми маємо дві складові випадкової складової похибки: Δ_0,95 та складову від впливу варіації, які необхідно додати. Згідно з правилом додавання випадкових складових похибок, додавання може виконуватись тільки геометрично, тобто, через корінь квадратний із суми квадратів середньо квадратичних відхилень всіх похибок, які додаються.

3.4.8. Визначають приведені похибки γ_пр ваговимірювального пристрою в кожній із досліджуємих точок по діапазону вимірювання за формулою:

γ_пр = (Δ_oi / D)100%, де D – діапазон вимірювання (18 кг).

3.4.9. Визначають клас точності засобу вимірювань. Для цього, із значень розрахованих похибок по п. 3.4.8, вибирають максимальну приведену похибку γ_{пр. max}. Символ, що зображує відсотки опускають, а значення похибки округлюють до ближнього більшого із ряду:

6; 4; 2,5; 2,0; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0.1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; і т. д..

Вибране із наведеного ряду значення і визначає клас точності пристрою.

3.4.10. Визначають точкові відносні γ_s похибки засобу вимірювань по діапазону вимірювань (крім нульової) за формулою:

γ_s = (Δ_oi /Х_оі ) 100% .