Абсолютная и относительная погрешность — методы и алгоритмы вычислений

Виды маркирования

Классы точности абсолютно всех измерительных приборов подлежат маркировке на шкале этих самых приборов в виде числа. Используются арабские цифры, которые обозначают процент нормированной погрешности. Обозначение класса точности в круге, например число 1,0, говорит о том, что ошибочность показаний стрелки аппарата будет равна 1%.

Если в обозначении используется кроме цифры еще и галочка, то это значит, что длина шкалы применяется в роли нормирующего значения.

Латинские буквы для обозначения применяются если он определяется пределами абсолютной погрешности.

Существуют аппараты, на шкалах которых нет информации о классе точности. В таких случаях абсолютную следует приравнивать к одной второй наименьшего деления.

30 Поверка и калибровка си. Определения. Правовые основы.

В
соответствии с законом РК «Об обеспечении
единства измерений» введе­ны следующие
понятия:

— поверка
средства измерений —
совокупность операций, выполняемых
органа­ми Государственной метрологической
службы (другими уполномоченными на то
органами, организациями) с целью
определения и подтверждения соответ­ствия
средства измерений установленным
требованиям;

— калибровка
средств измерений —
совокупность операций, выполняемых с
це­лью определения и подтверждения
действительных значений метрологических
характеристик и/или пригодности к
применению средства измерений, не
под­лежащего государственному
метрологическому контролю и надзору.

В
обоих случаях, как при поверке, так и
при калибровке, определяются метрологические
характеристики средств измерений,
причем часто по одной и той же методике,
называемой методикой
поверки,
но на этом их сходство заканчивается. Различия
между этими понятиями имеют
более принципиальный характер.

Во-первых,
в сферах распространения ГМКиН могут
применяться только поверенные СИ, а
калиброванные — не могут.

Во-вторых,
поверке могут подвергаться только СИ
утверж­денного типа, то есть внесенные
в Государственный реестр СИ, а калибровке
— любые, в том числе нестандартизованные
и изготовленные в од­ном экземпляре.

В-третьих,
при поверке проверяется соответствие
СИ своему типу, внесенному в Государственный
реестр, тогда как при калибровке
опреде­ляются действительные
метрологические характеристики, которые
прибор име­ет на момент калибровки.

Если
при поверке СИ обнаружено его несоответствие
хотя бы одному пункту утвержденного
типа, средство измерений должно быть
забраковано. При калибровке этому СИ
будут приписаны новые значения
метро­логических характеристик.

Положительные
результаты поверки удостоверяются
поверительным клеймом или свидетельством
о поверке. Если средство измерений по
результатам поверки признано непригодным
к применению, оттиск поверительного
клейма и свиде­тельство о поверке
аннулируются и выписывается извещение
о непригодности или делаются соответствующие
записи в технической документации.

Результаты
калибровки удостоверяются калибровочным
знаком (клеймом), наносимым на средство
измерений, или сертификатом о калибровке,
а также, записью в эксплуатационных
документах. В соответствии с законом
РК «Об обеспечении единства измерений»
калибровка средств измерений является
процедурой добровольной и осуществляемой
по желанию владельца прибора с це­лью,
например, получения достоверных
результатов измерений, влияющих, в
конечном счете, на результаты труда.
ГМКиН на такие средства измерений не
распространяется.

Приведенная погрешность

Приведенная погрешность, как и относительная, является безразмерной величиной и обычно выражается в процентах. Кроме того, она пропорциональна абсолютной погрешности. Поэтому если абсолютная погрешность измерительного преобразователя постоянна во всем диапазоне измерения, то приведенная будет также постоянной. Следовательно, она характеризует точность измерительного преобразователя независимо от значения измеряемого параметра и ее считают основной метрологии ческой характеристикой измерительного преобразователя.
 

Приведенная погрешность определяет класс точности приборов.
 

Приведенная погрешность является удобной обобщенной характеристикой, свободной от перечисленных выше недостатков. Она определяется лишь качеством изготовления измерительного механизма и отсчетного устройства прибора и не зависит ни от диапазона измерения, ни от значения измеряемой величины.
 

Приведенная погрешность для данного прибора задана и постоянна по всей шкале. На это значение и следует ориентироваться при выборе образцовой меры.
 

Приведенная погрешность является важнейшей характеристикой измерительного прибора, так как именно она используется для объективной оценки метрологических качеств прибора.
 

Приведенная погрешность положена в основу определения класса точности приборов. Она лишь косвенно характеризует точность измерения.
 

Приведенная погрешность выражается в процентах, но не является относительной погрешностью.
 

Приведенная погрешность определяется для статического ( установившегося) режима.
 

Приведенная погрешность — погрешность показания, выраженная в долях или процентах номинального значения верхнего предела измерения прибора.
 

Приведенная погрешность ( или погрешность прибора) выражается в процентах.
 

Приведенная погрешность — погрешность показания, выраженная в долях или процентах номинального значения верхнего предела измерения прибора.
 

Приведенная погрешность при нормальных эксплуатационных условиях ( температура 20 С, правильная установка, отсутствие внешних магнитных полей и больших ферромагнитных масс) называется основной погрешностью прибора.
 

Приведенная погрешность и вариация должны быть меньше основной допустимой погрешности, которая определена классом точности прибора, обозначенным на шкале.
 

Приведенная погрешность — погрешность показания, выраженная в долях или процентах номинального значения верхнего предела измерения прибора.
 

Приведенная погрешность положена в основу определения класса точности приборов.
 

Методы Корнфельда и Стьюдента

Некоторые экспериментальные исследования требуют многократного измерения одного и того же показателя с помощью аппаратуры или приспособлений. В этом случае высока вероятность возникновения отклонений разброса. Определить ее величины можно разными способами. Самый распространенный и доступный из них называется по автору — методом Корнфельда.

Он применяется в ситуации, когда какая-либо физическая величина была измерена n раз. В этом случае рекомендован следующий порядок действий:

1. Предполагается, что имеется ряд результатов измерений от Х1 до Хn.
2. Из этих величин выбирают минимальную и максимальную.
3. Вычисляют среднее значение Х.
4. В пределах от наименьшего до наибольшего показателя выбирают доверительный интервал.
5. Чтобы найти абсолютное отклонение, необходимо вычесть из максимального результата измерения величину минимального. Полученную разность делят пополам.

Метод Корнфельда имеет существенный недостаток. Чтобы определить вероятность приведенного результата, необходимо провести большое количество измерений. При этом нет возможности изменить границы доверительного интервала. Более точные данные можно получить, используя метод расчета Стьюдента. Для этого используют специальные таблицы, где отражены так называемые коэффициенты Стьюдента.

Пределы

Как уже говорилось раньше, измерительный прибор, благодаря нормированию уже содержит случайную и систематические ошибки. Но стоит помнить, что они зависят от метода измерения, условий и других факторов. Чтобы значение величины, подлежащей замеру, было на 99% точным, средство измерения должно иметь минимальную неточность. Относительная должна быть примерно на треть или четверть меньше погрешности измерений.

Базовый способ определения погрешности

При установке класса точности в первую очередь нормированию подлежат пределы допустимой основной погрешности, а пределы допускаемой дополнительной погрешности имеют кратное значение от основной. Их пределы выражают в форме абсолютной, относительной и приведенной.

Приведенная погрешность средства измерения – это относительная, выраженная отношением предельно-допустимой абсолютной погрешности к нормирующему показателю. Абсолютная может быть выражена в виде числа или двучлена.

Если класс точности СИ будет определяться через абсолютную, то его обозначают римскими цифрами или буквами латиницы. Чем ближе буква будет к началу алфавита, тем меньше допускаемая абсолютная погрешность такого аппарата.

Класс точности 2,5

Благодаря относительной погрешности можно назначить класс точности двумя способами. В первом случае на шкале будет изображена арабская цифра в кружке, во втором случае дробью, числитель и знаменатель которой сообщают диапазон неточностей.

Основная погрешность может быть только в идеальных лабораторных условиях. В жизни приходится умножать данные на ряд специальных коэффициентов.

Дополнительная случается в результате изменений величин, которые каким-либо образом влияют на измерения (например температура или влажность). Выход за установленные пределы можно выявить, если сложить все дополнительные погрешности.

Случайные ошибки имеют непредсказуемые значения в результате того, что факторы, оказывающие на них влияние постоянно меняются во времени. Для их учета пользуются теорией вероятности из высшей математики и ведут записи происходивших раньше случаев.

Пример расчета погрешности

Статистическая измерительного средства учитывается при измерении какой-либо константы или же редко подверженной изменениям величины.

Динамическая учитывается при замерах величин, которые часто меняют свои значения за небольшой отрезок времени.

Количественная информация

При количественном определении неопределенностей и пределов погрешности следует учитывать качество информации.

Пример : заявление «5%» должно содержать оценку и заменять «около 5%»; В этом контексте цифра «5» никогда не бывает математически точной, поэтому к ней можно добавить любое количество нулей после запятой. Показатель «4,8%» вряд ли свидетельствует о повышенном внимании.

Никакие «точные» результаты не могут быть получены из «грубого» начального положения, потому что в результате действуют правила распространения ошибок пределов ошибок для взаимно независимых значений (см. Ниже: Расчет с пределами ошибок):

Результат никогда не может быть более точным, чем то, что в него вложено. (Исключение составляют случайные ошибки: здесь после повторных измерений среднее значение становится более точным, чем отдельное измеренное значение).

Пример : 5% 15,6 В = 0,8 В, а не 0,78 В,

если 5,0% не могут заявить об ответственности.

Это требование соответствует требованию в DIN 1333 : Погрешности приведены с более значащей цифрой, для чисел 1 или 2, причем в этом случае две , за исключением значащих цифр даны.

Пример : 5% 35,6 В = 1,8 В, а не 2 В.

Начальный ноль не имеет значения.

Пример : спецификация 0,8 В содержит только одну значащую цифру.

Частью концепции предельного значения является то, что оно может быть округлено только в большую сторону, а не в меньшую; то же самое относится и к погрешности согласно DIN 1333. Фактически, предел погрешности 5% · 6,2 В = 0,31 В должен быть округлен до 0,4 В, а не до 0,3 В; но здесь следует быть осторожным, потому что уже 4,8% · 6,2 В <0,3 В.

Нет ничего плохого в том, чтобы вычислить более точно на промежуточных этапах, чтобы ошибки округления не накапливались, и только для учета пределов ошибок при достижении результата, см. Также .

Информацию и примеры по пределам погрешности измерительного устройства можно найти

• для аналоговых электроизмерительных приборов с классом точности согласно DIN EN 60051,
• для цифровых электроизмерительных приборов под цифровым мультиметром , погрешность измерительного прибора .

Советы по выбору счетчиков

Выбор приборов учета в магазинах — достаточно большой.

Анализируя, какой счетчик электроэнергии лучше, рекомендуется обратить внимание на следующие аспекты:

• стоимость счетчика (но нельзя кидаться на слишком дешевую продукцию, так как при ее изготовлении могли применяться низкокачественные комплектующие, снижающие срок службы оборудования);
• производителя устройства, сделав выбор в пользу проверенных компаний;
• гарантийный срок прибора;
• потребление электроэнергии самими счетчиками;
• уровень шума прибора;
• возможность осуществлять сервисное обслуживание.

Не нужно сразу отказываться от покупки немного морально устаревших индукционных моделей. Они, как и электронные приборы, имеют свои преимущества. Нет необходимости также приобретать устройства, имеющие множество функций, которые не будут использоваться. К тому же большое количество микросхем в счетчиках повышает риск его выхода из строя.

Паспорт на электросчетчик

Важно тщательно проверить дату проведенной поверки счетчика. Согласно ПУЭ вновь устанавливаемые приборы должны иметь пломбы госповерки с давностью:

Согласно ПУЭ вновь устанавливаемые приборы должны иметь пломбы госповерки с давностью:

• для трехфазных моделей: до одного года;
• для однофазных: до двух лет.

Таким образом, если дата поверки истекла, прибор не поставят на учет без проведения новой.

Помимо известных зарубежных производителей, продукция которых давно пользуется популярностью (ABB, GE) на рынке представлены и модели отечественных компаний (Энергомера — производитель одноименных приборов, Инкотекс, выпускающий счетчики Меркурий, Тайпит, предлагающий регистраторы Нева). Причем, их качество порой не уступает импортным, а цена — гораздо ниже.

Погрешности измерения напряжения и тока

Классификация погрешности измерений

Виды измерений

Измерение тока и напряжения в электрической цепи проводят в диапазоне частот от 0 Гц до 1 ГГц. На более высоких частотах эти величины теряют свою однозначность в линии передачи и в её поперечном сечении. По этим причинам на сверхвысоких частотах предпочитают измерять мощность, а не ток и напряжение.

С точки зрения получения значения измеряемой величины по результатам первичных измерений различают прямые и непрямые (косвенные) измерения.

Прямое измерение – это измерение, при котором значение величины Х получают непосредственно по показанию соответствующего прибора Х_п без дополнительных расчетов Х= Х_п.

Примеры прямых измерений: измерение силы тока – амперметром, напряжения – вольтметром и т.д. При непрямом (косвенном) методе измерения величину Х определяют по результатам прямых измерений величин у₁, у ₂, … у _п, которые связаны с нею определенной функциональной зависимостью

Качество измерений тем выше, чем ближе результат измеренияХ_i к истинному значению Х. Абсолютная погрешность:

Количественной характеристикой качества измерения является погрешность измерения. Погрешность измерительных приборов отражает свойства только самого измерительного устройства, обусловленные структурными схемами, конструктивными особенностями приборов, применяемых в них материалов и элементов, технологии их изготовления, регулировки и градуировки. Следует различать погрешность измерительного прибора (инструментальная погрешность) и погрешность измерения прибором некоторого сигнала. Погрешность прибора – это часть погрешности измерения некоторого сигнала измерительным прибором, обусловленная неидеальностью (несовершенством) средств измерительной техники; она в определенной степени влияет на точность измерений. Погрешность прибора, определяемая по формуле (2.1), называется абсолютной. Более наглядное представление о точности измерений дает относительная погрешность прибора, которая рассчитывается по формуле (2.2).

Для сравнения приборов между собой введено понятие приведенная погрешность прибора

Х_кХ_ном

Если абсолютная погрешность прибора постоянна по всей шкале, то его относительная погрешность существенно увеличивается к началу шкалы. Поэтому целесообразно выбирать прибор (или шкалу прибора) с таким пределом измерения, при котором его указатель при измерении располагается ближе к концу шкалы.

Одной из характеристик прибора является класс точности. Класс точности прибора К_п определяет наибольшую (предельную) допустимую приведенную погрешность прибора в рабочей области шкалы, выраженную абсолютным числом, значение которого равно приведенной погрешности в процентах. По классу точности можно определить наибольшую абсолютную погрешность ∆, которую может иметь прибор в любой точке шкалы (без учета знака).

Например, при использовании вольтметра со шкалой 0 ÷ 100 В (Х_ном=100В) класса точности 1.5 на любой отметке его шкалы основная абсолютная погрешность не превышает значения

∆ ≤ ± К_п ∙ Х_ном / 100% = ± 1.5 ∙ 100 / 100% =± 1.5 В

При этом она может на отдельных отметках шкалы быть меньше 1.5 В или даже равна нулю. Приведенная погрешность соответствует максимальной относительной погрешности.

Класс точности электроизмерительного прибора устанавливают на заводе при калибровке по образцовому прибору в нормальных условиях. Нормальными условиями считаются температура окружающей среды (20 ± 5)˚С, относительная влажность (65 ± 15)%, атмосферное давление (100 000 ± 4 00) Па или (760 ± 30) мм рт. ст., напряжение питающей сети 220В ± 2% с частотой 50 Гц.

По зависимости погрешности от измеряемой величины Х различают аддитивные погрешности (независящие от Х), и мультипликативные (линейно зависящие от Х). Для аналоговых измерительных приборов с аддитивной погрешностью установлены такие классы точности:

К (%) = (1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6)∙10 n , где n = 1, 0, -1,-2.

В зависимости от места и причины возникновения различают такие основные составляющие погрешности от:

— несоответствия (неадекватности) модели измеряемого объекта его реальным свойствам и величине;

— упрощения математических моделей измерительных преобразований;

— взаимного влияния средств измерений и объекта;

— несовершенство средств измерений;

— влияния внешних факторов на объект и средства измерений;

— несовершенства вычислительного алгоритма и обработки результата наблюдения.

Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет

Источник

ПОГРЕШНОСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

При многократном измерении одной и той же величины каждый раз получают несколько отличающиеся результаты, как по абсолютной величине, так и по знакам, каким бы опытом не обладал исполнитель и какими бы высокоточными приборами он не пользовался.
Погрешности различают: грубые, систематические и случайные.
Появление грубых погрешностей (промахов) связано с серьезными ошибками при производстве измерительных работ. Эти ошибки легко выявляются и устраняются в результате контроля измерений.Систематические погрешностивходят в каждый результат измерений по строго определенному закону. Они обусловлены влиянием конструкции измерительных приборов, погрешностями градуировки их шкал, износом и т. д. (инструментальные погрешности)иливозникают из-за недоучета условий измерений и закономерностей их изменений, приближенности некоторых формул и др. (методические погрешности). Систематические погрешности делятся на постоянные (неизменные по знаку и вели чине) и переменные (изменяющие свою величину от одного измерения к другому по определенному закону).
Такие погрешности заранее определимы и могут быть сведены к необходимому минимуму путем введения соответствующих поправок.Например, заранее может быть учтено влияние кривизны Земли на точность определения вертикальных расстояний, влияние температуры воздуха и атмосферного давления при определении длин линий светодальномерами или электронными тахеометрами, заранее можно учесть влияние рефракции атмосферы и т. д.
Если не допускать грубых погрешностей и устранять систематические, то качество измерений будет определяться только случайными погрешностями. Эти погрешности неустранимы, однако их поведение подчиняется законам больших чисел. Их можно анализировать, контролировать и сводить к необходимому минимуму.
Для уменьшения влияния случайных погрешностей на результаты измерений прибегают к многократным измерениям, к улучшению условий работы, выбирают более совершенные приборы, методы измерений и осуществляют тщательное их производство.
Сопоставляя ряды случайных погрешностей равноточных измерений можно обнаружить, что они обладают следующими свойствами:
а) для данного вида и условий измерений случайные погрешности не могут превышать по абсолютной величине некоторого предела;
б) малые по абсолютной величине погрешности появляются чаще больших;
в) положительные погрешности появляются так же часто, как и равные им по абсолютной величине отрицательные;
г) среднее арифметическое из случайных погрешностей одной и той же величины стремится к нулю при неограниченном увеличении числа измерений.
Распределение ошибок, соответствующее указанным свойствам, называется нормальным (рис. 12.1).

Рис. 12.1. Кривая нормального распределения случайных погрешностей Гаусса

Разность между результатом измерения некоторой величины (l) и ее истинным значением (X) называют абсолютной (истинной) погрешностью.

Δ = l — X

Истинное (абсолютно точное) значение измеряемой величины получить невозможно, даже используя приборы самой высокой точности и самую совершенную методику измерений. Лишь в отдельных случаях может быть известно теоретическое значение величины. Накопление погрешностей приводит к образованию расхождений между результатами измерений и действительными их значениями.Разность суммы практически измеренных (или вычисленных) величин и теоретического ее значения называется невязкой. Например, теоретическая сумма углов в плоском треугольнике равна 180º, а сумма измеренных углов оказалась равной 180º02′; тогда погрешность суммы измеренных углов составит +0º02′. Эта погрешность будет угловой невязкой треугольника.
Абсолютная погрешность не является, полным показателем точности выполненных работ. Например, если некоторая линия, фактическая длина которой составляет 1000 м, измерена землемерной лентой с ошибкой 0,5 м, а отрезок длиною 200 м  – с ошибкой 0,2 м, то, несмотря на то, что абсолютная погрешность первого измерения больше второго, все же первое измерение было выполнено с точностью в два раза более высокой. Поэтому вводят понятие относительной погрешности:

Отношение абсолютной погрешности измеряемой величины Δ к измеренной величине l называют относительной погрешностью.

Относительные погрешности всегда выражаются дробью с числителем, равным единице (аликвотная дробь). Так, в приведенном выше примере относительная погрешность первого измерения составляет

,

а второго 

Обозначение

Отображаемое (выходное) значение тогда находится в диапазоне
Икса{\ displaystyle x_ {a}}

Икср-г≤Икса≤Икср+г{\ displaystyle x_ {r} -G \ leq x_ {a} \ leq x_ {r} + G} .

Это сокращено до написания

Иксазнак равноИкср±г{\ displaystyle x_ {a} = x_ {r} \ pm G} ,

который ни в коем случае нельзя интерпретировать так, как если бы он мог принимать только два значения.
Икса{\ displaystyle x_ {a}}

Если в результате должен появиться предел относительной погрешности, это можно сделать, исключив:
Икср{\ displaystyle x_ {r}}

Иксазнак равноИкср⋅(1±гИкср)знак равноИкср⋅(1±г){\ displaystyle x_ {a} = x_ {r} \ cdot \ left (1 \ pm {\ frac {G} {x_ {r}}} \ right) = x_ {r} \ cdot (1 \ pm g)} .

Ни в коем случае нельзя писать, потому что тогда нужно было бы сложить значение с единицей измерения измеряемой переменной и значение с единицей измерения .
Икср±г{\ displaystyle x_ {r} \ pm g}

Электростатические КИП

Эти приборы работают на принципе взаимодействия заряженных электродов, которые разделены диэлектриком. Конструктивно они выглядят практически как плоский конденсатор. При этом, при перемещении подвижной части емкость системы также изменяется.

Наиболее известные из них – это устройства с линейным и поверхностным механизмом. У них немного разный принцип действия. У приборов с поверхностным механизмом емкость изменяется за счет колебаний активной площади электродов

В другом случае важно расстояние между ними

К достоинствам таких устройств относятся небольшая мощность потребления, класс точности ГОСТ, достаточно широкий частотный диапазон и т.д.

Недостатками являются небольшая чувствительность прибора, необходимость экранирования и пробой между электродами.

Нормирование

Классы точности средств измерений сообщают нам информацию о точности таких средств, но одновременно с этим он не показывает точность измерения, выполненного с помощью этого измерительного устройства. Для того, чтобы выявить заблаговременно ошибку показаний прибора, которую он укажет при измерении люди нормируют погрешности. Для этого пользуются уже известными нормированными значениями.й

Нормирование осуществляется по:

• абсолютной;
• относительной;
• приведенной.

Формулы расчета абсолютной погрешности по ГОСТ 8.401

Каждый прибор из конкретной группы приспособлений для замера размеров имеет определенное значение неточностей. Оно может незначительно отличаться от установленного нормированного показателя, но не превышать общие показатели. Каждый такой агрегат имеет паспорт, в который записываются минимальные и максимальные величины ошибок, а также коэффициенты, оказывающие влияние в определенных ситуациях.

Все способы нормирования СИ и обозначения их классов точности устанавливаются в соответствующих ГОСТах.

Пределы допускаемой основной погрешности средства измерения

Максимальная основная погрешность СИ, при котором он разрешен к применению, называется пределом допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемой основной погрешности устанавливают как

хаb –х.

Первая формула описывает аддитивную погрешность, вторая – сумму аддитивной и мультипликативной погрешностей СИ.

Графическое представление этих погрешностей приведены ниже.

Виды погрешностей средств измерений

а – аддитивная, б – мультипликативная,

в – сумма аддитивной и мультипликативной, г – относительная суммарная

При проведении измерений важное значение имеет выбор диапазона измерений СИ, что хорошо видно на графике относительной суммарной погрешности δ. При уменьшении измеряемой величины относительная погрешность δ увеличиваетсяи изменяется по гиперболе

Поэтому следует выбирать такой диапазон измерений, в котором значение измеряемого параметра близко к большему (по модулю) из пределов измерений.

Следует подчеркнуть, что представленные выше графики выполнены для положительных погрешностей, но погрешности могут иметь любой знак. Поэтому в общем случае выражения абсолютной и относительной погрешностей СИ записываются со знаком «±».

В формулах пределов допускаемой основной погрешности значения ∆ и х выражаются одновременно либо в единицах измеряемой или воспроизводимой мерой величины, либо в делениях шкала средства измерения. В этих случаях класс точности обозначается заглавными буквами латинского алфавита (например, H,I,K,L,M и т.д.) или римскими цифрами (I,II, ..IV). К буквам при этом допускается присоединять индексы в виде арабских цифр. Чем меньше пределы допускаемой погрешности, тем ближе к началу алфавита должна быть буква и тем меньше цифра.

Пределы допускаемой приведенной основной погрешности устанавливают по формуле γ = . Здесь Х_N– нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и абсолютная погрешность ∆; р – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда предпочтительных чисел:

Для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой значение Х_Nпринимают равным:

· Большему из пределов измерений, если нулевое значение (нулевая метка) находятся на краю или за пределами диапазона измерений;

· Сумме модулей пределов измерений, если нулевое значение находится внутри диапазона измерений.

Пределы допускаемой относительной основной погрешности записываются как δ = , если погрешность только аддитивная, т.е

q –

Если формула погрешности включает в себя аддитивную и мультипликативную части, т.е

сdХ_К

Величины с и d выбираются из ряда предпочтительных чисел.

Величины а, b, c, d в формулах ∆ и δ связаны между собой следующим образом:

Классы точности измерительных приборов, пределы допускаемой относительной основной погрешности которых принято выражать в виде дольного значения предела допускаемой основной погрешности. Принято обозначать числами с и d (в процентах), разделяя их косой чертой (например, 0,05/0,02).

Предел допускаемой абсолютной дополнительной погрешности измерения может указываться в виде:

· Постоянного значения для всей рабочей области влияющей величины млм посиоянных значений по интервалам рабочей области влияющей величины;

· Отношения предела допускаемой дополнительной погрешности, соответствующего регламентированному интервалу влияющей величины, к этому интервалу.

· Зависимости предела

Источник

Определение класса точности прибора

Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.

Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности. Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.

Погрешности отдельных измерительных приборов данного типа могут быть различными, иметь отличающиеся друг от друга систематические и случайные составляющие, но в целом погрешность данного измерительного прибора не должна превосходить нормированного значения. Границы основной погрешности и коэффициентов влияния заносят в паспорт каждого измерительного прибора.

Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.

На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.

Если обозначаемое на шкале значение класса точности обведено кружком, например 1,5, это означает, что погрешность чувствительности δs = 1,5%. Так нормируют погрешности масштабных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения и т. п.).

Это означает, что для данного измерительного прибора погрешность чувствительности δs = dx/x — постоянная величина при любом значении х. Граница относительной погрешности δ(х) постоянна и при любом значении х просто равна значению δs, а абсолютная погрешность результата измерений определяется как dx = δsx

Для таких измерительных приборов всегда указывают границы рабочего диапазона, в которых такая оценка справедлива.

Если на шкале измерительного прибора цифра класса точности не подчеркнута, например 0,5, это означает, что прибор нормируется приведенной погрешностью нуля δо = 0,5 %. У таких приборов для любых значений х граница абсолютной погрешности нуля dx = dо = const, а δо = dо/хн.

При равномерной или степенной шкале измерительного прибора и нулевой отметке на краю шкалы или вне ее за хн принимают верхний предел диапазона измерений. Если нулевая отметка находится посредине шкалы, то хн равно протяженности диапазона измерений, например для миллиамперметра со шкалой от -3 до +3 мА, хн= 3 — (-3)=6 А.

Однако будет грубейшей ошибкой полагать, что амперметр класса точности 0,5 обеспечивает во всем диапазоне измерений погрешность результатов измерений ±0,5 %. Значение погрешности δо увеличивается обратно пропорционально х, то есть относительная погрешность δ(х) равна классу точности измерительного прибора лишь на последней отметке шкалы (при х = хк). При х = 0,1хк она в 10 раз больше класса точности. При приближении х к нулю δ(х) стремится к бесконечности, то есть такими приборами делать измерения в начальной части шкалы недопустимо.

На измерительных приборах с резко неравномерной шкалой (например на омметрах) класс точности указывают в долях от длины шкалы и обозначают как 1,5 с обозначением ниже цифр знака «угол».