10 Погрешности результатов измерений, испытаний и контроля при автоматизации
10.1 Источники погрешностей
Погрешности средств измерений и результатов измерений классифицируются по следующим признакам.
Происхождение:
- инструментальные,
- методические,
- погрешности применения.
Условия эксплуатации :
- основная погрешность,
- погрешность в рабочих условиях эксплуатации.
Характер зависимости от измеряемой величины:
- мультипликативная,
- аддитивная.
Характер проявления:
- систематическая,
- случайная.
Режим измерения:
- погрешность измерений в статическом режиме,
- погрешность измерений в динамическом режиме.
Способ представления:
- абсолютные,
- относительные,
- приведенные.
Приведенные погрешности являются характеристикой только инструментальной погрешности средств измерений.
Приведенные погрешности применяются при назначении и установлении норм на инструментальные погрешности средств измерений.
10.2 Инструментальные погрешности
Инструментальные погрешности можно разделить на производственно-технологические, материально-структурные, температурные, погрешности, вызванные внешними возмущениями.
Производственно-технологические (ПТ) погрешности возникают из-за неточного изготовления деталей и элементов и неточного выдерживания технологических операций.
Материально-структурные (МС) погрешности получаются за счет вариации влияющих факторов, обусловленных гистерезисом и последействием трения, паразитными ТЭДС, акустической эмиссией и др.
Температурные
инструментальные (ТИ)
погрешности
,
обусловлены влиянием температуры
окружающей среды на параметры прибора.
Погрешности
от
внешних
возмущений вызываются
силами и моментами, действующими на
неуравновешенные части прибора, влиянием
электромагнитных и электростатических
полей, перегрузок и вибраций.
Наличие сухого трения приводит к погрешности преобразования на выходе. Эти погрешности являются случайными величинами с равномерным законом распределения. Повторные показания при постоянных внешних условиях оказываются неодинаковыми. Это явление называют вариацией показаний прибора. Для многих измерительных приборов вариация, определяемая таким образом, будет близка к удвоенному значению порога чувствительности.
В
ряде случаев создается
зона
неопределенности
характеристики измерительного
усилителя
и
возникает случайная
погрешность шума
,
которая
является функцией
времени.
Погрешность шума, как правило, носит аддитивный характер — ее среднее квадратичное значение не зависит от величины на входе.
Явление, при котором у прибора из-за нестабильности его элементов появляется аддитивная погрешность, медленно изменяющаяся во времени, называется дрейфом нуля.
Явление фона заключается в том, что на величину выхода накладывается периодически изменяющаяся величина того же рода.
Погрешности, связанные с динамическим режимом работы приборов и обусловленные их инерционными свойствами могут быть двух типов: амплитудная и фазовая.
Основная погрешность прибора, состоящего из цепи измерительных преобразователей, складывается главным образом из двух составляющих:
• инструментальной погрешности, обусловленной погрешностями элементов, входящих в каждое звено;
• погрешности из-за недостаточной чувствительности усилителя и индикаторов.