3. Погрешность измерения. Класс точности прибора.

Погрешность измерения - численная мера отличия результата измерения от истинного значения.

Истинное значение величины - такое значение величины, которое идеальным образом отражало бы в количественном и качественном отношениях соответствующее свойство объекта.

Погрешность измерения - отклонение результата измерений от истинного значения входной величины.

Погрешность средства измерений (дополнительная погрешность) - погрешность вызванная отклонением влияющих величин от нормального значения или их выходом за пределы областей нормальных значений. Если прибор работает в нормальных условиях, то дополнительная погрешность равна нулю и присутствует только основная погрешность.

На данной схеме приведена структура погрешностей

D_И - инструментальная погрешность (несовершенство СИ)

D_М - методическая погрешность (несовершенство метода)

D_ОТС - погрешность отсчета (неправильная оценка шкалы ±0.1 дел)

D_СТ - статическая погрешность

D_ДИН - динамическая погрешность

D_О - основная погрешность

D_Д - дополнительная погрешность

D_ВЗ - погрешность взаимодействия (Обмен мощностью между источником сигнала и СИ)

Предельное значение погрешности - такое значение, которое реальные погрешности не превосходят с вероятностью P=1, т.е.

Погрешности средств измерения.

Инструментальной погрешностью измерения называется составляющая погрешности измерений, обусловленная свойствами применяемых средств измерения.

Согласно ГОСТ 8.0009-84 различают четыре составляющих погрешности средств измерений:

1. Основная;

2. Дополнительная;

3. Динамическая;

4. Обусловленная взаимодействием средств измерения и объекта измерения.

Основная погрешность – обусловлена неидеальностью собственных средств измерения и показывает отличие действительной функции преобразования средств измерения в нормальных условиях от номинальной функции преобразования.

По способу числового выражения основной погрешности различают: абсолютную, относительную и приведенную погрешности.

Абсолютная погрешность измерительного прибора- это разность между показаниями прибора Х и истинными значениями А измеряемой величины:

Относительная погрешность измерительного прибора- это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины, взятое в %

Относительная погрешность существенно изменяется вдоль шкалы аналогового прибора. С уменьшением значений измеряемой величины относительная погрешность увеличивается.

Приведенная погрешность измерительного прибора- это отношение абсолютной погрешности к нормированному значению X_N, взятое в %.

Основной погрешностью прибора является его погрешность в нормальных условиях работы.

Аддитивная погрешность (а)- не зависит от чувствительности прибора и является постоянной для всех входных величин в пределах диапазона измерений.

Мультипликативная погрешность (bx)- зависит от чувствительности прибора и изменяется пропорционально текущему значению входной величины (прямая 2).

3-аддитивная погрешность;

2-мультипликативная погрешность;

1-суммирующая абсолютная погрешность;

Суммарная абсолютная погрешность: .

Дополнительная погрешность обусловлена реакцией средства измерения на изменение входных величин и непосредственных параметров входных сигналов. Неинформативными называются параметры, не используемые для передачи значения изменяемой величины. Эта погрешность зависит от свойств средств измерений и от изменения влияющих величин, отличных от нормальных. Нормальные условия: температура окружающего воздуха - 20 5 С, относительная влажность воздуха – 30-80%, атмосферное давление – 630-795 мм рт. ст., напряжение сети – 220 4,4 В., частота тока – 50 0,5 Гц.

Погрешность обусловлена взаимодействием средств измерения и объекта измерения- это погрешности которые вносит прибор в функционирование объекта измерения.

Динамическая погрешность- обусловлена реакцией средства измерения на скорость (частоту) изменения входного сигнала и зависит от динамических свойств средств измерений, от частотного спектра входного сигнала, изменения нагрузки и влияющих величин.

Полная динамическая характеристика- это характеристика, полностью описывающая принятую математическую модель динамических свойств средства измерения и однозначно определяющая изменение выходного сигнала средства измерения при любом изменении во времени информативного или неинформативного параметра входного сигнала или влияющей величины.

Частная динамическая характеристика- это любой функционал или параметр полной динамической характеристики.

Классы точности.

Класс точности служит для сопоставления средств измерений одной и той же физической величины.

Класс точности средства измерения- это общая характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а так же другими свойствами, влияющими на точность измерений, значения которых устанавливают в стандартах на отдельные виды средств измерения.

При проектировании приборов с указателем и шкалой надо иметь ввиду, что предел точности прибора будет определяться его шкалой т.е. погрешностью отсчитывания. Для увеличения точности прибора надо уменьшить цену деления его шкалы.