Классы точности средств измерений
ГОСТ 8.401-80
Класс точности – это обобщенная характеристика, определяющая различные свойства средств измерений. Например, у показывающих электроизмерительных приборов класс точности помимо основной погрешности включает также вариацию показаний, а у мер электрических величин – величину нестабильности (процентное изменение значения меры в течение года). Класс точности СИ уже включает в себя систематическую и случайную погрешности. Однако он не является непосредственной характеристикой точности измерений, поскольку точность измерений зависит еще от ряда факторов (метода измерений, взаимодействия СИ с объектом, условий измерения и т.д.).
В связи с большим разнообразием как самих средств измерений, так и их метрологических характеристик, ГОСТ 8.401-80 устанавливает несколько способов назначения классов точности. При этом в основу заложены следующие положения:
· В качестве норм служат пределы допускаемых погрешностей, включающие в себя систематические и случайные составляющие. Это свидетельствует о необходимости разрабатывать СИ с учетом однократного отсчета показаний по величине общей погрешности.
· Основная и все виды дополнительных
погрешностей нормируются порознь. Это направлено на обеспечение максимальной однородности однотипных СИ.
Определяя класс точности, нормируют прежде всего пределы допускаемой основной погрешности . Переделы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного (кратного) значения
.
Классы точности присваиваются СИ при их разработке по результатам государственных приемочных испытаний. Если СИ предназначены для измерения одной и той же физической величины, но в разных диапазонах, или для измерения разных физических величин, то этим СИ могут присваиваться разные классы точности как по диапазонам, так и по измеряемым физическим величинам.
В эксплуатации СИ должны соответствовать этим классам точности. Однако, при наличии соответствующих эксплуатационных требований класс точности, присвоенный на производстве, в эксплуатации может понижаться.
Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешности выражают в форме абсолютной, относительной или приведенной погрешностей. Способ выражения класса точности зависит от характера изменения погрешностей по диапазону измерения, назначения и условий применения СИ.
Если погрешность результатов измерений в данной области измерений принято выражать в единицах измеряемой величины или делениях шкалы, то принимается форма абсолютных погрешностей (меры, магазины номинальных физических величин). Если границы абсолютных погрешностей в пределах диапазона измерений практически постоянны – то в форме приведенной погрешности, а если границы нельзя считать постоянными – то в форме относительной погрешности.
Поэтому ГОСТ 8.401-80 в качестве основных устанавливает три вида классов точности СИ:
· для пределов допускаемой абсолютной погрешности в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы;
· для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел
,
где ;
;
· для пределов допускаемой приведенной погрешности с тем же рядом: .
Абсолютная погрешность может выражаться одним числом при неизменных границах, двучленом
- при линейном изменении границ абсолютной погрешности, т.е. при совместном проявлении аддитивной и мультипликативной составляющих, или в виде таблицы, графика функции при нелинейном изменении границ.
Классы точности СИ, выраженные через абсолютные погрешности, обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. При этом, чем дальше буква от начала алфавита, тем больше значения допускаемой абсолютной погрешности. Например, СИ класса С более точен, чем СИ класса М. То есть число – условное обозначение и не определяет значение погрешности.
Класс точности через относительную погрешность СИ назначается двумя способами:
1. Если погрешность СИ имеет в основном мультипликативную составляющую, то пределы допускаемой основной относительной погрешности устанавливают по формуле
.
Так обозначают классы точности мостов переменного тока, индукционных счетчиков электроэнергии, делителей напряжения, измерительных трансформаторов и др.
2. Если СИ имеют как мультипликативную, так и аддитивную составляющие, то класс точности обозначается двумя цифрами, соответствующими значениями c и d формулы
.
Здесь c и d выражаются через ряд классов точности. Причем, как правило, . Например, класс точности
означает, что
, а
, т.е. приведенное значение относительной погрешности к началу диапазона измерения
, а к концу –
.
Наиболее широкое распространение (особенно для аналоговых) СИ получило нормирование класса точности по приведенной погрешности:
.
Условное обозначение класса точности в этом случае зависит от нормирующего значения , т.е. от шкалы СИ.
Если представляется в единицах измеряемой величины, то класс точности обозначается числом, совпадающим с пределом допускаемой приведенной погрешности. Если
- длина шкалы, то класс 1,5 означает, что
от длины шкалы.
Отрицательное влияние аддитивной составляющей погрешности заключается в том, что она не позволяет использовать одно и то же СИ для измерения как больших, так и малых величин. Поэтому на начальной части шкалы СИ измерения, как правило, недопустимы.