- •Вадим Юрьевич Кончаловский Лекции по курсу метрология, стандартизация и сертификация
- •1. Метрология
- •1.1. Определение метрологии
- •1.2. Виды средств измерений
- •1.3. Основные характеристики средств измерений
- •1.3.1. Диапазон измерения
- •1.3.2. Цена деления шкалы и значение единицы младшего разряда.
- •1.3.3. Точность
- •Нормирование погрешностей
- •Классы точности
- •1.3.4. Характеристики, отражающие влияние прибора на объект.
- •1.4. Виды и методы измерений
- •1.5. Представление результатов измерений
- •1.5.1. Составляющие погрешности измерения.
- •1.5.2. Запись результата измерения.
- •2. Стандартизация
- •2.1. Определение стандартизации
- •2.2. Цели стандартизации
- •2.3. Принципы стандартизации
- •2.4. Методы стандартизации
- •2.5. Виды стандартов
- •2.6. Национальные органы по стандартизации
- •2.7. Международное сотрудничество в сфере стандартизации
- •3. Сертификация
- •3.1. Определение сертификации
- •3.2. История сертификации
- •3.3. Подтверждение соответствия
- •3.3.1. Цели подтверждения соответствия:
- •3.3.2. Принципы подтверждения соответствия:
- •3.3.3. Формы подтверждения соответствия
Нормирование погрешностей
Нормируют предельно допускаемые значения погрешностей средств измерений, в первую очередь для основной погрешности. Существуют разные формы нормирования:
1) Нормируют предельно допускаемые значения основной приведённой погрешности, например, γо,п = ± 0,5 %. Так нормируют погрешности аналоговых вольтметров, амперметров и т.п. Это означает, что – 0,5 % ≤ γо ≤ 0,5 %.
Возможно, нам попался экземпляр прибора, у которого γо = 0, но мы этого не знаем. Мы знаем, что гарантируется – 0,5 % ≤ γо ≤ 0,5 %.
2) Гораздо реже гарантируется предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, например, δо,п = ± 0,02 %. Так, например, нормируют погрешность измерительных мостов.
3) Нормируют предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, но не в виде числа со знаками ±, а в виде формулы:
. (13)
Так нормируют погрешность для цифровых измерительных приборов, например:
Дополнительные погрешности.
Рассмотрим на примерах.
Пример 1.
В документации читаем: «Дополнительная температурная погрешность не более половины основной на каждые 10 0С в рабочем диапазоне». Расшифруем эту фразу. Пусть известно, что для данного прибора:
– рабочий диапазон температур 5 0С ≤ θ ≤ 40 0С;
– предельные значения основной приведённой погрешности γо,п = ± 0,5 %.
Это значит, что при 10 и при 30 0С к γо добавляется ещё ± 0,25 %. Есть основания считать, что зависимость дополнительной температурной погрешности от температуры близка к линейной. Поэтому, если, например, θ = 35 0С, то предельные значения дополнительной температурной приведённой погрешности будут
.
Здесь – температурный коэффициент дополнительной температурной погрешности.
Если бы вместо «…не более половины основной…» было «…не более основной…», то температурный коэффициент был бы 0,1γо,п.
Пример 2.
В документации читаем: «Дополнительная частотная погрешность не более основной». Пусть это относится к аналоговому вольтметру переменного напряжения, у которого нормальная область значений частоты 45 Гц ≤ fнорм ≤ 1 МГц, а рабочая область 20 Гц ≤ fраб ≤ 5 МГц. На циферблате прибора это обозначается так:
20 Гц…45 Гц…1 МГц…5 МГц
Пусть для этого вольтметра γо,п = ± 4 %. Это значит, что в диапазонах от 20 Гц до 45 Гц и от 1МГц до 5 МГц к γо добавляется дополнительная частотная погрешность с предельными значениями γд,f,п = ± 4 %. В случае частотной погрешности нет оснований считать, что она линейно зависит от частоты. Поэтому, если, например, f = 2 МГц всё равно приходится считать, что при этом γд,f,п = ± 4 %.
Это, конечно, плохо, поэтому стандарт [8] предлагает нормировать не дополнительные погрешности, а функции влияния (для линейных функций – коэффициенты влияния).
Классы точности
Класс точности – комплексная характеристика, которая говорит нам и об основной и о дополнительных погрешностях [9].
Обозначение классов точности:
-
На циферблате аналогового прибора проставлено число, например, 0,5. Что оно означает? В первую очередь, что γо,п = ± 0,5 %.
-
На лицевой панели прибора проставлено число внутри окружности, например,
Это значит, что δо,п = ± 0,2 %.
-
В документации цифрового измерительного прибора его класс точности обозначен 0,01/0,005. Это значит, что
.
Все числа, фигурирующие в обозначениях классов, выбираются из ряда
(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6)·10а,
где а = 1; 0; – 1; – 2; …
Кроме основной погрешности класс точности даёт информацию о дополнительных погрешностях, например, так, как это было показано в приведённых выше примерах, но как именно, в частности, «…не более половины основной…» или «…не более основной…» – это надо уточнять по документации на прибор.