ТЕОРЕТИЧНІ ОСНОВИ РОБОТИ

 

Засоби вимірювання слід класифікувати за точністю, встановлюючи класи точності, що характеризують різні рівні точності засобів вимірювання одного й того ж виду. Для кожного класу точності засобів вимірювання певного виду слід встановлювати параметри та характеристики, які визначають їхні окремі метрологічні властивості, котрі викликають інструментальні похибки вимірювань, що виконуються за допомогою цих засобів.

Для кожного виду засобів вимірювання слід встановлювати деяку кількість класів точності, що відображають такі рівні метрологічних властивостей, котрі відповідають вимогам науки та техніки. В той же час, позначення, що присвоюється будь-якому класу точності, відображає деякий загальний рівень метрологічних властивостей засобу вимірювання. але не дає безпосередньо точність вимірювань, що виконуються за допомогою цих засобів.

Аналогові пристрої зазвичай обладнані шкалами, на Рис. 2.1. показаний відліковий пристрій аналогового приладу.

Рисунок 2.1.

За визначенням виділяють наступне:

поділка шкали– проміжок між двома сусідніми відмітками шкали.

Довжина поділки шкали – відстань між осями двох сусідніх відміток.

Ціна поділки шкали – різниця значень величини, що відповідають двом сусіднім відміткам шкали.

Відлікомназивається число, визначене по відліковому пристрою.

Показання приладу – значення величини, що визначається по відліковому пристрою і виражене в прийнятих одиницях цієї величини. У багатограничних приладах, де та ж сама шкала використовується для вимірювань на різних границях вимірювання, показання приладу дорівнює відлікові, помноженому на ціну поділки для відповідної границі вимірювання. У деяких випадках показання визначається за допомогою відліку по прикладеній до приладу градуйованій характеристиці – залежності між відліком і значенням величини на вході приладу, представленої у виді таблиці, графіка або формули.

Діапазон показань – область значень шкали, обмежена кінцевим (найбільшим) і початковим (найменшим) значеннями фізичної величини, зазначеними на шкалі.

Діапазон вимірювань – область значень вимірюваної величини, для якої нормована похибка засобу вимірювань.

Границя вимірювань – найбільше або найменше значення діапазону вимірювань. Діапазон показань і діапазон вимірювань можуть не збігатися (Рис. 2.1).

Шкали бувають рівномірними та нерівномірними. Рівномірна шкала на відміну від нерівномірної – шкала з поділками постійної довжини і з постійною ціною поділки.

За способом вираження розрізняють абсолютну, відносну і приведену похибки приладу.

Різниця між показаннями приладу і істинним значенням вимірюваної величини називається абсолютною похибкою приладу:

, (2.1)

яка виражається в тих же одиницях, що і вимірювана величина.

Абсолютна похибка, узята зі зворотним знаком, називається виправленням вимірювального приладу.

Але оскільки істинне значення вимірюваної величини невідомо, те невідомі і похибки вимірювання, тому доводиться у формулу (2.1) замість істинного значення підставляти так зване дійсне значення.

Дійсним значенням фізичної величини - називається її значення, знайдене експериментально, та настільки наближене до істинного, що для даної мети воно може бути використане замість нього. На практиці приймають також показання більш точного, зразкового приладу.

Відносна похибка приладу- відношення абсолютної похибки приладу до істинного значення вимірюваної величини. Визначається, як правило, у відсотках:

або . (2.2)

Приведена похибка приладу - відношення абсолютної похибки приладу до деякого нормованого значення

. (2.3)

Відповідно до стандартів приймається рівним:

- більшої з границь вимірювань або більшому з модулів границь вимірювань для засобу вимірювання з рівномірною або ступеневою шкалою, якщо нульова відмітка знаходиться на краю або поза діапазону вимірювань;

- арифметичній сумі модулів границь вимірювань, якщо нульова відмітка знаходиться усередині діапазону вимірювань;

- установленому номінальному значенню для засобу вимірювання з установленим номінальним значенням вимірюваної величини;

- усій довжині шкали для приладів з істотно нерівномірною шкалою, при цьому абсолютні похибки також виражають в одиницях довжини.

У вимірювальних приладах, як правило, нормується основна приведена похибка у всьому діапазоні вимірювань, що називається класом точності приладу та відображає відносну похибку. Відповідно до стандартів класи точності вибирають з ряду: ; ; ; ; ; ; ; ; , де =1, 0, -1, -2, -3, ... . Приведена похибка (2.3) не є відносною похибкою приладу. Маючи границю допускаємої приведеної похибки, можна визначити границю допускаємої відносної похибки для кожного значення величини, що вимірюється, за наступною залежністю

. (2.4)

На засобах вимірювання клас точності позначається наступним чином (Таблиця 2.1):

Таблиця 2.1.

Форма виразу похибки	Клас точності або границя допускаємої похибки	Позначення класу
Абсолютна	Клас
Приведена, якщо нормуюче значення виражене в одиницях величини, що вимірюється
Приведена, якщо нормуюче значення прийнято рівним довжині шкали
Відносна постійна
Відносна, що зростає зі зменшенням величини, що вимірюється

За приведеною похибкою прилади розподіляються на ряд класів 0,05; 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6; 1,0; 1,5; 1,6; 2,5; 4,0. Прилади класу точності до 0,6 включно служать для повірки інших приладіві називаються прецизійними. Для технічних вимірювань застосовують прилади з класом точності від 1,0 до 4,0. Якщо позначення на шкалі прилада відсутнє, його приведена похибка перевищує 4%. Позначка, наприклад, , відповідає приладам з істотно нерівномірною шкалою. При цьому границі абсолютної похибки виражають, як і довжину шкали, в одиницях довжини. приймають рівним всій довжині шкали або її частини, що відповідає діапазону вимірювань.