Метрологические характеристики применяемых средств измерений

 Различают три вида функций преобразования:

-номинальную F, которая указывается в нормативно-технической документации на данный тип СИ. Она устанавливается для стандартизированных средств измерений массового производства;

-индивидуальную FИ, которая принимается для конкретного экземпляра СИ и устанавливается путем экспериментальных исследований (индивидуальной градуировки) этого экземпляра при определенных значениях влияющих величин;

-действительную FД, которая совершенным образом (без погрешностей) отражает зависимость информативного параметра выходного сигнала конкретного экземпляра СИ от информативного параметра его входного сигнала в тех условиях и в тот момент времени, когда эта зависимость определяется.

Под типом средства измерений понимается совокупность средств измерений, имеющих одинаковые назначение, схему и конструкцию и удовлетворяющих одним и тем же техническим требованиям.

Некоторые системы измерений обладают вариацией показаний, под которой понимается разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к ней со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.

Существует ряд статических характеристик и параметров СИ, которые описывают некоторые их свойства безотносительно к режиму работы. К таким относятся импедансные характеристики – характеристики, описывающие свойства СИ отбирать или отдавать энергию через свои входные и выходные цепи.

4.2 Динамические  характеристики средств измерений 

Динамические характеристики средств измерений можно использовать как дополнительные средства измерений при использовании для измерений, испытаний и контроля керамической глазурованной плитки для внутренней облицовки стен, что нельзя сказать о статических характеристиках.

Реальные средства измерения обладают инерционными (динамическими) свойствами, обусловленными особенностями используемых элементов. Это приводит к более сложной зависимости между входным и выходным сигналами. Свойства средства измерения в динамических режимах, то есть когда время изменения измеряемой величины сравнимо со временем измерения, описываются совокупностью так называемых динамических характеристик.

Основной их них является полная динамическая характеристика, полностью описывающая принятую математическую модель динамических свойств СИ. В качестве нее используют:

- дифференциальные  уравнения;

- переходную  характеристику;

- импульсную  переходную характеристику;

- амплитудно-фазовую  характеристику;

- амплитудно-частотную  характеристику;

- совокупность  амплитудно-частотной и фазочастотной характеристик;

- передаточную  функцию.

В таблицах представлены метрологические характеристики применяемых средств измерений, испытаний и контроля керамической плитки для внутренней облицовки стен.

В таблице 4.1 представлены метрологические характеристики применяемых средств измерений

Таблица 4.1 – Метрологические характеристики применяемых средств измерений

Средство измерений	Наименование характеристики	Допустимое значение и единица измерения
Штангенциркуль	Погрешность,мкм	30
	Диапазон измерений, мм	0-150
	Точность	0,05
	Чувствительность
	Цена деления, мкм	0,02
	Один оборот стрелки, мм	2
Весы	Количество одновременных процедур	10
	Цена деления, мг/дел	0,05
	Погрешность	0,25
Толщиномер	Цена деления	0,01
	Диапазон измерений, мм	0-10
	Минимальное отклонение, %	±3 / ± 3
	Погрешность	±0,025
	Глубина измерения, мм	100
Шкаф сушильный	Мощность, кВт	1,0
	Число фаз	1
	Диапазон температур, 0C	50:200
	Точность	1
	Частота, Гц	50

 

 

4.3 Характеристики  чувствительности средств измерений  к влияющим величинам

Влияние, оказываемое внешними факторами, описывается при помощи следующих характеристик.

- функция  влияния Ψ (ξ) – Это зависимость изменения метрологических характеристик средств измерений от изменения влияющей величины или их совокупности в рабочих условиях применения средств измерений. Использование функций влияния позволяет определить не предельно возможные значения погрешности, практически не встречающиеся при исправных средствах измерения, а их статистические оценки. Нормирование функции производится путем установления ее номинального значения и пределов допустимых отклонений от него.

- изменение значений метрологических характеристик средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах, ε (ξ) – это разность (без учета знака) между метрологической характеристикой, соответствующей некоторому заданному значению влияющей величины ξ в пределах рабочих условий применения средства измерения, и данной метрологической характеристикой, соответствующей нормальному значению влияющей величины. Эти изменения нормируются путем установления допускаемых изменений характеристики при изменении влияющей величины в заданных пределах.

Дополнительная погрешность средства измерения вызывается изменениями влияющих величин относительно своих нормальных значений и, следовательно, является их функцией. Для различных экземпляров средств измерений одного типа могут значительно меняться как вид функции, так и ее параметры. Однако для всех средств измерений того или иного типа эти функции должны быть подобны, а их параметры близки. Поэтому в качестве основной характеристики дополнительной погрешности принята некоторая средняя (номинальная) для данного типа функция зависимости погрешности от изменения влияющих величин. Функции влияния могут нормироваться как отдельно для каждой влияющей величины, так и для определенной их совокупности.

Нормирование совместных функций целесообразно и необходимо в тех случаях, когда существенны эффекта взаимовлияния величины на характеристики погрешностей. Влияющие величины могут вызывать изменения не только погрешности, но и других метрологических характеристик средства измерения. Поэтому для таких случаев целесообразно предусмотреть нормирование соответствующих функций влияния. Наиболее просто дополнительные погрешности рассчитываются для средств измерений, у которых функции влияния различных внешних величин (температуры, влажности, напряжения питания и т.д.) взаимно независимы. На практике возможны ситуации, когда имеет место взаимная зависимость функций влияния нескольких величин ξ1, ξ2, …,ξL. В этом случае нормируют функцию совместного влияния Ψ(ξ1, ξ2, …,ξL), которая и используется при расчетах дополнительной погрешности.

4.4Классы  точности применяемых средств  измерений

Класс точности – обобщенная характеристика средств измерений определенного типа, позволяющая судить о том, в каком диапазоне находится суммарная погрешность измерений. Совокупность метрологических характеристик, определяющих класс точности, отражается в стандартах или технических условиях. Общие требования при делении средств измерений на классы точности приведены в ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования».

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений. При этом в эксплуатационной документации на средства измерений, содержащей обозначение класса точности, должна быть ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности для этого типа средств измерений. Обозначения могут иметь форму заглавных букв латинского алфавита или римских цифр с добавлением условных знаков. Смысл таких обозначений раскрывается в нормативно-технической документации. Для выражения допускаемых основных погрешностей при нормировании и оценке используют различные способы, в зависимости от того, какой из них наиболее соответствует характеру средства измерений. Например, для гирь, концевых мер длины указывают значения абсолютных допускаемых погрешностей ∆. При этом класс точности обозначается одной арабской цифрой (порядковым номером): 0;1;2. Наименьшие погрешности соответствуют классу 0. Значения этих погрешностей для разных номинальных значений мер указаны в таблицах стандартов. Если нормируется допустимая относительная погрешность δ, то класс точности обозначается в виде   , где 1,0 – значение допустимой предельной относительной погрешности в процентах от измеренного значения. Например, если при выполнении измерения прибором, имеющим на щитке обозначение получен результат 200, то абсолютная погрешность ∆ не превышает значения 200·0,015=3 и измеренное значение находится в интервале 200±3. Нормируют значение приведенной погрешности γ, измеряемой в процентах:

                                                       γ =∆/xN⋅100 ,                                               (4.1)

где xN – нормирующее значение, в качестве которого применяется, как правило, значение верхнего предела измерений. Класс точности при этом обозначается числом из того же ряда, что и при нормировании относительной погрешности, но дополнительного значка при этом нет. Шкалы некоторых приборов градуируют в миллиметрах, абсолютная погрешность при этом выражается также в единицах длины.

Если для такого прибора нормируется значение приведенной погрешности, то класс точности прибора обозначается в виде 1,0, где 1,0 –значение приведенной погрешности, выраженное в процентах. В таблице 4.1 представлены классы точности применяемых средств измерений.

 

Таблица 4.1 – Классы точности применяемых средств измерений

Средство измерения	Класс точности
Штангенциркуль	2
Толщиномер	2
Весы	3

 

 

4.5 Поверка средств измерений

Поверка средств измерений – совокупность операций, выполняемых органами Государственной Метрологической Службы (или другими уполномоченными на то органами) с целью определения и подтверждения соответствия средств измерений установленными техническими требованиями.

Средства измерений подвергаются первичной, периодической, внеочередной, инспекционной и экспертной поверкам.

Первичная поверка проводится при выпуске СИ из производства или после ремонта, а также при ввозе СИ из-за границы партиями. Такой поверке подвергается, как правило, каждый экземпляр СИ. Периодическая поверка выполняется через установленные интервалы времени (межповерочные интервалы). Ей подвергаются СИ, находящиеся в эксплуатации или на хранении. Периодическую поверку должен проходить каждый экземпляр СИ. Исключения могут составлять СИ, находящиеся на длительном хранении. Результаты такой поверки действительны в течение межповерочного интервала. Первый интервал устанавливается при утверждении типа СИ, последующие определяются на основе каких-либо других критериев.

Внеочередная поверка СИ проводится до наступления срока его периодической поверки в случаях повреждения знака поверительного клейма или утрате Свидетельства о поверке; ввода в эксплуатацию СИ после длительного хранения (более одного межповерочного интервала); проведения повторной настройки, известном или предполагаемом ударном воздействии на СИ или при неудовлетворительной его работе; отправки потребителю СИ, не реализованных по истечении срока, равного половине межповерочного интервала; применения СИ в качестве комплектующих по истечении срока, равного половине межповерочного интервала.

Инспекционная поверка проводится органами МС при осуществлении государственного надзора или ведомственного контроля за состоянием и применением СИ. Ее допускается проводить не в полном объеме, предусмотренном методикой поверки. Результаты инспекционной поверки отражаются в акте.

Поверка измерительных приборов проводится:

- методом непосредственного сравнения измеряемых величин и величин, воспроизводимых рабочими эталонами соответствующего разряда или класса точности. Значения величин на выходе мер выбираются равными соответствующим (чаще всего оцифрованным) отметкам шкалы прибора. Наибольшая разность между результатом измерения и соответствующим ему размером эталонов является в этом случае основной погрешностью прибора;