Книга: Метрология и метрологическое обеспечение

Различают полные и частные динамические характеристики (ДХ). К полным относятся функции динамического преобразования, функции связи между входом и выходом СИ в динамическом режиме измерений:

-передаточная функция К(јω)=У(јω)/Х(јω) – отношение операторных изображений сигналов на выходе и на входе СИ;

-переходная характеристика h(t) – реакция СИ на скачок измеряемой величины;

-импульсная переходная характеристика g(t) – реакция СИ на единичный импульс измеряемой величины;

-совокупность АЧХ А(ω) и ФЧХ φ(ω).

Примеры частных ДХ: время установления показаний (tу), постоянная времени Т (по переходной характеристике), АЧХ А(ω), значение резонансной частоты собственных колебаний ω_о , верхний предел частотного диапазона измерений f max, и другие.

Для известных видов сигналов измеряемых величин (например, синусоидального) может быть нормирована динамическая погрешность.

Характеристики связи СИ с объектом измерений

К числу н.м.х. отнесены:

- входной Ζвх и выходной Ζвых импедансы (сопротивления);

- неинформативные параметры входного сигнала.

4. Погрешности и классы точности средств измерений. Погрешности технических измерений

Наряду с нормированием полного комплекса н.м.х. по ГОСТ 8.009-84 для СИ массового применения практикуется упрощенное нормирование м.х. в виде класса точности по ГОСТ 8.401-80.

Класс точности – обобщенная характеристика типа средств измерений, выражаемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность. Классы точности удобны для сравнительной оценки при выборе СИ, но недостаточны для достоверной оценки погрешностей каналов измерительной системы, введения поправок в результаты измерений с целью исключения систематических составляющих основной и дополнительных погрешностей, расчета погрешностей динамических измерений.

Пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей выражают в форме абсолютных, относительных или приведенных погрешностей.

Абсолютная погрешность – разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины, выраженная в единицах измеряемой величины. Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности устанавливают в виде Δ = ±а или Δ = ±(а+bx).

Если абсолютная погрешность СИ во всем диапазоне измерений ограничена постоянным пределом ±а, такая погрешность называется аддитивной. Погрешность или составляющая погрешности, возрастающая пропорционально значениям измеряемой величины (Δ = ±bx), называется мультипликативной.

Абсолютная погрешность сама по себе не дает четкого представления о точности СИ, необходимо ее соотнесение с размером измеряемой величины. Поэтому чаще устанавливают пределы допускаемой приведенной погрешности γ = (Δ/Х_N )100 = ±p,%. Реально приведенная погрешность характеризует погрешность только в одной точке диапазона измерений - Х_N . Для остальных значений измеряемой величины это допускаемый предел (не более). Нормирующее значение Х_N задается по следующим правилам.

Х_N = х_к , если х_н ≥ 0, то есть нулевая точка на краю или вне диапазона измерений.

Х_N = max{|х_н |,|х_к |}, если нулевая точка внутри диапазона измерений

Х_N = | х_к - х_н |, для СИ с условным нулем.

Х_N = х_ном , если установлено номинальное значение (для меры).

Наиболее наглядной характеристикой является предел относительной погрешности δ = (Δ/х)100 = ±q,%. При мультипликативной полосе погрешностей δ=±q=b. При одновременном присутствии аддитивной и мультипликативной составляющих предел относительной погрешности нормируется двучленной формулой

Δ = 100( а+bx)/х = γ_н |х_к /х|+ γ_s = γ_к + γ_н (|х_к /х|-1) = ±[с+d(|х_к /х|-1)],%.

Физический смысл: с – приведенная к |х_к | погрешность в конце шкалы (γ_к ), d – приведенная погрешность в начале шкалы (γ_н ). с = b+d; d = а/|х_к |.

ГОСТ 8.401-80 определил и нормируемые числовые значения пределов допускаемых погрешностей р, q, c, d, которые должны выбираться из ряда:1· 10ⁿ; 1,5· 10ⁿ; (1,6· 10ⁿ); 2· 10ⁿ; 2,5· 10ⁿ; (3· 10ⁿ); 4· 10ⁿ; 5· 10ⁿ; 6· 10ⁿ (n = 1; 0; -1; -2 и т.д.).

Примеры обозначения в документации на СИ

γ = ±0,5% класс точности 0,5 0,5 или 0,5

δ = ±0,5% класс точности 0,5