Основні метрологічні характеристики і класи точності засобів вимірювання

Засобами вимірювання вважаються ті технічні засоби, для яких нормовано метрологічні характеристики. Мет­рологічними характеристиками засобів вимірювання називаються характеристики, необхідні для визначення результату вимірювання та його точності. Метрологічні характеристики поділяються на кілька груп.

Ø Характеристики, призначені для визначення ре­зультатів вимірювання.

Функція перетворення (статична характеристика) вимірювального перетворюва­ча або вимірювального приладу з неіменованою шкалою — це функціональна залежність між інформативни­ми параметрами вихідного сигналу У і вхідного сигна­лу X:

Ціна поділки шкали аналогового вимірювального при­ладу (або міри) — різниця тих значень величини, які відповідають двом сусіднім позначкам шкали.

Ціною поділки називається кількість одиниць вимірюваної величини, яка відповідає переміщенню вказівника приладу на одну поділку або на 1 мм шкали приладу:

Чутливість вимірювального приладу (S) — називається кількість поділок шкали(або кутове відхилення вказівника), яка відповідає одиниці вимірюваної величини:

Діапазон вимірювань — межі значень вимірюваної величини, для якої нормовані допустимі похибки.

Ø Характеристики похибки засобу вимірювання.

Най­важливішою характеристикою засобу вимірювання є похибка, яку вносить засіб вимірювання в результат вимірювання, тобто похибка засобу вимірювання. Про похибку засобів вимірювання, її види та способи нормування йтиметься далі детальніше.

Ø Характеристики чутливості засобів вимірювання до величин, які впливають на результат вимірювання, та умов, в яких виконуються вимірювання (функції впливу). Для кожного засобу вимірювання визначаються нормальні умови вимірювання, тобто умови, за яких величини, що впливають на результат вимірювання, не виходять за межі так званої нормальної області значень. Наприклад, нормальний діапазон значень температури становить (20±5)°С, атмосферного тис­ку — це 760 мм рт. ст., напруга мережі живлення має (220±5) В.

Робочим або розширеним діапазоном називається діа­пазон значень впливових величин, для яких нормується додаткова похибка.

Ø Характеристики взаємодії засобів вимірювання з об'єктом дослідження та навантаженням. Такими харак­теристиками є вхідний zbx та вихідний Zвих повні опори засобу вимірювання. Чим більший вхідний повний опір засобу вимірювання, тим менший вплив цього засобу на протікання процесів в об'єкті вимірювання. Вихідний повний опір особливо важливо врахувати в тому разі, коли засоби вимірювання з'єднані каскадно. Тоді зі зменшенням вихідного повного опору даного засобу вимірювання зменшуватиметься вплив цього засобу на наступні.

Ø Динамічні характеристики засобів вимірювання нор­муються для динамічного режиму роботи, тобто для робо­ти зі змінною вимірюваною величиною і визначають інерційність засобів вимірювання.

Динамічні характеристики поділяються на повні та ча­сткові. Динамічна характеристика, за допомогою якої можна повністю визначити зміни вихідного сигналу за відомим вхідним сигналом, називається повною.

До повних динамічних характеристик належать такі ха­рактеристики засобу вимірювання:

- перехідна та імпульсна характеристики;

- амплітудно-частотна та фазочастотна характерис­тики;

- передаточна функція.

Частковими динамічними характеристиками є параме­три повних динамічних характеристик. Прикладами част­кових характеристик є тривалість реакції засобу вимірю­вання, коефіцієнт заспокоєння, власна резонансна частота та інші.

Ø Неінформативні параметри сигналів. Ця група мет­рологічних характеристик встановлює допустимі діапазо­ни значень параметрів сигналів, які безпосередньо не пов'язані з вимірюваною величиною, але можуть вплива­ти на точність вимірювань.

Точність вимірювання є однією з найважливіших мет­рологічних характеристик засобу вимірювання.

Клас точності — це узагальнена характеристика точ­ності засобів вимірювання, яка визначає межі допустимих-основної і додаткової похибки.

Контрольні запитання:

1. Які технічні пристрої належать до засобів вимірювання?

2. Як класифікують засоби вимірювання?

3. Що таке міра фізичної величини?

4. Для чого призначені компаратори?

5. Для чого призначені вимірювальні перетворювачі?

6. Що називається вимірювальним приладом?

7. Що називається інформаційно-вимірювальною системою?

8. Що називається вимірювально-обчислювальним комплексом?

9. Які метрологічні характеристики засобів вимірювання Вам відомі?

10. Що таке ціна поділки приладу?

11. Що таке клас точності вимірювального пристрою?

Тема 2.1 Вимірювання струмів і напруг

План

1. Загальні поняття.

2. Вимірювання струмів і напруг приладами прямої дії.

3. Схеми ввімкнення амперметрів та вольтметрів.

4. Електронні аналогові та цифрові вольтметри та амперметри.

5. Вимірювання струмів і напруг компенсаторами (потенціометрами) постійного та змінного струмів.

6. Міри електричних величин.

7. Електромеханічні вимірювальні перетворювачі.

8. Вимірювальні трансформатори струму і напруги