3.3 Классы точности
Постоянные и переменные полупроводники также имеют некоторые различия в характеристиках. Постоянные делятся на проводники общего и специального назначения. Последние могут быть:
высокочастотными;
высоковольтными;
высокомегаомными;
прецизионными.
Такие детали используются в точных измерительных приборах, они выделяются особой стабильностью.
Переменные резисторы можно разделить на подстроечные и регулировочные. Последние могут быть с линейной или нелинейной функциональной характеристикой.
Номиналы резисторов четко определены и имеют показатели от нуля и до десяти. При этом всегда учитывается допустимое отклонение, а потому производители выпускают элементы с определенным шагом. Шагами при 10% отклонения будут: 100, 120, 150, 180, 220 и далее по схеме. Полупроводники отличаются разновидностью сборки, своими свойствами.
В основном для таких элементов используется цветовая маркировка, но SMD-резисторы имеют буквенную. Цветовая включает от 4 до 6 полос, несущих определенную информацию. Две первые цифры покажут номинальное сопротивление, а третья число, на которое умножаются первые два, в результате получается величина сопротивления. Четвертая говорит о точности проводника. Если полос больше, то меняется только первый показатель на одну цифру (рисунок 3.3.1).
Рисунок 3.3.1 - Цветовое обозначение на элементах
3.4 Погрешность измерения сопротивления
Класс точности прибора указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,05. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.
Класс точности прибора (например, амперметра) дается выражением
При установлении классов точности приборов нормируется приведенная погрешность, а не относительная. Причина этого заключается в том, что относительная погрешность по мере уменьшения значений измеряемой величины увеличивается.
По ГОСТ 8.401-80 в качестве значений класса точности прибора используется отвлеченное положительное число из ряда:
{1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6}·10α, α = 1, 0, –1, –2, –3, ...
В интервале от 1 до 100 можно использовать в качестве значений класса точности числа:
(α = 0) 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6;
(α = 1) 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.
Т.е. четырнадцать чисел 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.
При измерениях всегда получают приближенное значение измеряемой величины из-за несовершенства методов измерений (методические погрешности), средств измерений (инструментальные погрешности) и особенностей наблюдения или свойств наблюдателя (субъективные погрешности и погрешности наблюдения). Поэтому погрешность измерения определяется суммой этих составляющих. Погрешность измерения (погрешность средства измерений) определяют по формуле
∆𝑥=𝑥изм−𝑥д=𝑥ном−𝑥д (3)
Относительная погрешность выражается как отношение абсолютной погрешности измерения к действительному, измеренному или номинальному значению измеряемой физической величины или меры. Чаще всего ее выражают в процентах:
𝜕=100∙∆𝑥𝑥д (4)
Определение результатов косвенных измерений и оценка их погрешностей выполняется в соответствии с положениями РД 50-555—85. Результат косвенных измерений определяют в соответствии с основным уравнением: 𝑋𝑎=𝐹(𝑋𝑏,𝑋𝑐,…) (5)
-где Хa — измеряемая величина, значение которой определяют вычислением на основании прямых измерений (определений) величин Хb , Хc , ...
Погрешность косвенного измерения величины Ха зависит от погрешностей измерения величин Хb, Хc , ... Это положение справедливо как для систематических, так и для случайных погрешностей. Оценку систематической погрешности косвенного измерения производят в соответствии с основной формулой погрешности измерения: ∆𝑋𝑎=𝜕𝑋𝑎𝜕𝑋𝑏∆𝑋𝑏+𝜕𝑋𝑎𝜕𝑋𝑐∆𝑋𝑐+⋯ (6)
-где ∂Ха , ∂Хb и ∂Хc — абсолютные погрешности величин Хa , Хb и Хc. Коэффициенты ∂Ха /∂Хb и ∂Ха /∂Хс называют коэффициентами влияния, показывающими степень влияния погрешностей ∂Хb и ∂Xc' на погрешность определения величины Ха.
Оценку СКО случайной погрешности косвенного измерения производят в соответствии с формулой:
𝜎𝑋𝑎=±√((𝜕𝑋𝑎𝜕𝑋𝑏𝜎𝑋𝑏)2+(𝜕𝑋𝑎𝜕𝑋𝑐𝜎𝑋𝑐)2+⋯) (7)
-где σХа , σХb и σХс — СКО величин Ха, Хb и Хс . Тогда результат определения физической величины Ха после исключения систематических погрешностей может быть представлен в виде
𝑋𝑎=𝑋𝑎′±𝑡𝜎𝑋𝑎 (при P=0,95) (8)
-где Хa ' = Ха " - ∆Xа ; Ха " — значение величины Ха , полученное расчетом в соответствии с формулой 5.