2. Классы точности средств измерений

Класс точности - это обобщенная характеристика средства измере­ний, выражаемая пределами его допускаемых основной и дополнитель­ных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Класс точности средств измерений обозначают числом. В общем случае класс точности дает возможность судить о том, в каких пределах находится погрешность средств измерений этого класса, но не является непосредственным показателем точности измерений, выпол­няемых с помощью этих средств. Это обстоятельство является важным при выборе средств измерений в зависимости от заданной точности из­мерений.

С целью ограничения номенклатуры средств измерения по точно­сти для средств измерения конкретного вида устанавливают ограничен­ное число классов точности, определяемое технико-экономическими обоснованиями.

Итак, классом точности средств измерений называется обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускае­мых основных и дополнительных погрешностей, значения которых ус­танавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. При этом учитываются другие свойства средств измерений, влияющие на точность.

В числовом виде класс точности определяется максимальной абсо­лютной погрешностью прибора, отнесенной к пределу измерения, вы­раженной в процентах

К_n =,

где nmax - максимальная абсолютная погрешность прибора;

N - предел измерения прибора.

Классы точности присваиваются типам средств измерений с уче­том результатов государственных приемочных испытаний.

Средствам измерений с несколькими диапазонами измерений одной и той же физической величины или предназначенным для измерения разных физических величин могут быть присвоены различные классы точности для каждого диапазона или каждой измеряемой величины. Так, амперметр с диапазонами 0 - 25; 0 - 50; 0 - 100  может иметь разные классы точности для каждого из диапазонов; электрическому измери­тельному прибору, предназначенному для измерения напряжения и со­противления, могут быть присвоены два класса точности: один - как вольтметру, другой - как омметру.

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки, корпуса приборов, приводятся в нормативно-технических документах. Указывается также ссылка на стандарт или технические условия, в ко­торых установлены классы точности для этих конкретных средств из­мерений.

Чтобы ограничить произвол в установлении погрешности средств измерений, определить единый критерий для оценки погрешности из­мерения, а также для облегчения выбора средств измерений с необхо­димой точностью измерений, устанавливают ряд классов, обозначаемых арабскими цифрами: (1; 1.5; 1.6; 2.0; 2.5; 3.0; 4.0; 5.0; 6 ) • 10ⁿ , где п = 0; 1; -1; -2; -3 и т. д.

Выбранное из такого ряда значение класса точности означает, что значение измеряемой величины не отличается оттого, что показывает указатель отсчетного устройства более чем на соответствующее число процентов от верхнего предела измерения.

Пример 1. Указатель отсчетного устройства вторичного прибора класса точности 0.5, служащего для измерения величины давления в трубопроводе, показывает 124 кПа. Шкала вторичного прибора приве­дена на рис. 2. Чему равно измеренное давление?

кПа

025 5075 100 125 150 175 200

0.5 ГОСТ 8711-90

Рис. 2. Шкала вторичного прибора класса точности 0.5, служащего для измерения давления

Решение. Для указанного прибора измеряемое давление не может отличаться оттого, что показывает указатель, более чем на 1 кПа, т. е. если 200 кПа - 100 %, то 0.5 % соответствует

Х== 1 кПа,

следовательно, измеренное значение давления Р будет

123 кПа ≤ Р ≤ 125 кПа.

Если при тех же условиях (шкала равномерная, линейная) нулевое значение находится внутри диапазона измерения, то значение измеряе­мой величины не отличается от того, что показывает указатель, больше чем на соответствующее классу точности число процентов от большего из модулей пределов измерений.

Пример 2. Указатель отсчетного устройства мановакууметра класса точности -1.5, шкала которого дана на рис.3, показывает 4 кПа. Чему равна измеряемая величина давления (разряжения)?

кПа

-5 -2.5 0 2.5 5 7.5 10 12.5 15

1.5 ГОСТ 8711-90

Рис. 3. Шкала мановакууметра класса точности 1.5

Решение. Для указанного прибора измеренное давление (разряжение) не может отличаться оттого, что показывает указатель, более чем на 0.225 кПа, т. к. 15 кПа соответствует 100 %, а 1,5 % - соот­ветственно

Х = = 0,225 кПа,

Поэтому измеряемое давление (разряжение) будет

3,775 кПа ≤ Р ≤ 4,225 кПа.

У средств измерений с установленным номинальным значением от­личие измеряемой величины от той, что показывает указатель, не может превышать соответствующего числа процентов от номинального значе­ния.

Пример 3. Цифровой измерительный прибор класса точности 2.0, предназначенный для измерения температуры с номинальным значени­ем 100 °С, показывает 97 °С. Чему равна измеряемая температура?

Решение. У такого прибора измеряемая температура не отличается от цифры на табло больше чем на 2 °С, т. к. 100 °С соответствует 100 %, а 2,0 % соответствует

Х == 2 С,

следовательно, измеряемая температура

95 °С ≤ t ≤ 99 °С.

Заключение в окружность, например , и т. д., означа­ет, что проценты, соответствующие классу точности, исчисляются не­посредственно от того значения, которое показывает указатель.

Пример 4. Указатель отсчетного устройства рН-метра класса точ­ности 0,5 с неравномерной шкалой, представленной на рис. 4, пока­зывает 8,5 рН. Чему равно измеренное значение величины рН?

02 4 6 7 8 9 10 11 12

ГОСТ 8778-90

Рис. 4. Шкала измерительного прибора, предназначенного для измерения величины рН

Решение. При таком обозначении класса точности измеряемая ве­личина не может отличаться от того, что показывает указатель, больше чем на 0,04 ед. рН, так как 8,5 ед. рН соответ­ствует 100 %, а 0,5 % соответству­ет

,

следовательно, измеренное значение величины рН:

Иногда обозначение классов точности пишется в виде дроби, на­пример 0,02/0,01, 0,03/0,01 и т. д. Такое обозначение класса точности означает, что измеряемая величина не может от­личаться от значения X, показанного указателем, больше чем на

где С и d - соответственно числитель и знаменатель в обозна­чениикласса точности;

- больший (по модулю) из пределов измерений;

- значение измеряемой величины, показываемое указателем.

Пример 5. Указатель отсчетного устройства ампервольт­метра клас­са точности 0.02/0.01 со шкалой (рис. 6) показывает -25 А. Чему рав­на измеряемая сила электрического тока?

-50 -25 0 25 50 А

-100 -50 0 50 100 В

0.02/0.01 ГОСТ 8711-927

Рис. 5. Шкала ампервольтметра с классом точности 0.02/0.01

Решение. Измеряемая сила электрического тока отличается от той, что показывает прибор, не больше чем на

,

что составляет 0,03 %.

Так как 25 А - 100 %, а 0,03 % составляет

.

Таким образом, измеренное значение тока будет

В заключение подчеркнем еще раз, что класс точности, явля­ясь обобщенной характеристикой средств измерения, позволяет определить пределы, в которых находится значение измеряемой величины.