И МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА
МЕТОДЫ ПЕРЕДАЧИ РАЗМЕРА ЕДИНИЦ ВЕЛИЧИН
1. МЕТОД НЕПОСРЕДСТВЕННОГО СЛИЧЕНИЯ – сличение меры с мерой или прибора с прибором.
Непосредственно сличать можно только штриховые меры длины (линейки, брусковые метры, рулетки) и меры вместимости (измерительные цилиндры, пипетки, мерные колбы и т.п.). Непосредственное сличение является менее точным.
2. МЕТОД СЛИЧЕНИЯ С ПРИМЕНЕНИЕМ КОМПАРАТОРА – сличение производится через приборы сравнения (или компараторы). Метод сличения с помощью компаратора является более точным.
На каждой ступени передачи информации о размере единицы (от разряда к разряду) точность измерения теряется в 3-5 раз. Следовательно, при многоступенчатой передаче эталонная точность не доходит до потребителя. Поэтому для высокоточных РСИ число ступеней должно быть сокращено вплоть до передачи информации им непосредственно от рабочих эталонов 1-го разряда.
Главной проблемой при передаче информации от вторичных эталонов на рабочие средства измерений является обеспечение прослеживаемости за соблюдением процедуры измерения при передаче.
ПОЛОЖЕНИЕ О ПРОСЛЕЖИВАЕМОСТИ является международно признанным и регламентировано в Законе об обеспечении единства измерений. Чтобы обеспечить прослеживаемость, необходимо:
1.Зафиксировать сами эталоны у их владельцев путем регистрации у вышестоящих органов.
2.Зарегистрировать событие поверки вышестоящих организаций эталон нижестоящего в цепочке организации или РСИ.
МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИ — это свойства СИ, влияющие на результат измерений и его точность.
Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются МЕТРОЛОГИЧЕСКИМИ ХАРАКТЕРИСТИКАМИ.
ВСЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СИможно разделить на две группы:
1.Свойства, определяющие область применения СИ.
2.Свойства, определяющие точность измерения.
1. К основным метрологическим характеристикам, определяющим свойства первой группы, т.е. область применения СИ, относятся ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ и ПОРОГ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ
ДИАПАЗОН ИЗМЕРЕНИЙ— область значений величины, в пределах которых нормирована (т.е. гарантируется) определенная точность измерений. Значения величины, ограничивающие диапазон измерений снизу или сверху (слева и справа), называют соответственно НИЖНИМ ИЛИ ВЕРХНИМ ПРЕДЕЛОМ ИЗМЕРЕНИЙ.
ПОРОГ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТИ — наименьшее изменение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала.
Например, если мы говорим, что порог чувствительности весов равен 10 мг, то это значит, что заметное перемещение стрелки весов достигается при таком малом изменении массы, как 10 мг.
2. Свойства, определяющие точность измерения, - это ПОГРЕШНОСТИ СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЯ
ПОГРЕШНОСТИ СИмогут быть классифицированы по ряду признаков:
· по способу выражения — абсолютные, относительные;
· по характеру проявления — систематические, случайные;
· по отношению к условиям применения — основные, дополнительные.
Наибольшее распространение получили метрологические свойства, связанные с абсолютными и относительными погрешностями.
- АБСОЛЮТНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ
- ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ
где - погрешность средства измерения;
— значение, найденное с помощью поверяемого СИ;
— действительное значение (показание эталона).
СИСТЕМАТИЧЕСКАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – это погрешность, остающаяся постоянной при повторных измерениях одной и той же величины (например, погрешность градуировки).
СЛУЧАЙНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – это погрешность, изменяющая случайным образом в серии повторных измерений одного и того же размера величины, выполняемых с одинаковой тщательностью. В проявлении случайных измерений не наблюдается никаких закономерностей.
ОСНОВНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – погрешность, определяемая в нормальных условиях применения СИ.
ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ПОГРЕШНОСТЬ – погрешность, дополнительно возникающая вследствие отклонений какой-либо из влияющих величин (температуры, относительной влажности, напряжения сети переменного тока и т.п.) от ее нормального значения.
Обычно метрологические характеристики нормируют раздельно для нормальных и рабочих условий применения СИ.
НОРМАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ:
· температура (293 ± 5) К;
· давление (100 ± 4) КПа;
· относительная влажность (65 ± 15) %;
· электрическое напряжение сети (220 В ± 10 %).
ТОЧНОСТЬ может быть выражена обратной величиной относительной погрешности — 1/d.
КЛАСС ТОЧНОСТИ СИ— обобщенная характеристика, выражаемая пределами допускаемых (основной и дополнительной) погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность (систематическая погрешность и т.д.). Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в нормативной документации.
ОБОЗНАЧЕНИЕ КЛАССОВ ТОЧНОСТИ
1. Если пределы допускаемой основной погрешности для СИ выражены в форме абсолютной погрешности, то класс точности обозначается прописными буквами латинского алфавита (A, B, C, D..).
2. Если пределы допускаемой основной погрешности для СИ выражены в форме относительной погрешности, то класс точности обозначается числами, которые равны этим пределам, выраженным в процентах.
Пример: класс точности 0,001 означает, что пределы изменения допускаемой основной погрешности составляют 0,001 %.
Обозначения класса точности наносят на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводят в НД.
Классы точности СИ присваиваются при их разработке (по результатам приемочных испытаний). В связи с тем, что при эксплуатации их метрологические характеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точности по результатам поверки (калибровки).
Класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса. Это важно знать при выборе СИ в зависимости от заданной точности измерений.
Для характеристики качества измерений устанавливают такие свойства измерений, как ТОЧНОСТЬ, СХОДИМОСТЬ и ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ измерений.
ТОЧНОСТЬ – свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. ТОЧНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЙ определяется погрешностью измерения.
ПОГРЕШНОСТЬ ИЗМЕРЕНИЯ (Δ) – это разность между результатом измерения (х) и истинным значением измеряемой величины (Q).
Δ = x – Q
СХОДИМОСТЬ – свойство измерений, отражающее близость друг другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях, одним и тем же СИ, одним и тем же оператором.
ВОСПРОИЗВОДИМОСТЬ – свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях, в различное время, в разных местах, разными методами и средствами измерений.
ПОВЕРКА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ– совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и пригодности к применению средства измерений.
КАЛИБРОВКА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ – совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору.