Нормирование погрешностей

Нормируют предельно допускаемые значения погрешностей средств измерений, в первую очередь для основной погрешности. Существуют разные формы нормирования:

1) Нормируют предельно допускаемые значения основной приведённой погрешности, например, γ_о,п = ± 0,5 %. Так нормируют погрешности аналоговых вольтметров, амперметров и т.п. Это означает, что – 0,5 % ≤ γ_о ≤ 0,5 %.

Возможно, нам попался экземпляр прибора, у которого γ_о = 0, но мы этого не знаем. Мы знаем, что гарантируется – 0,5 % ≤ γ_о ≤ 0,5 %.

2) Гораздо реже гарантируется предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, например, δ_о,п = ± 0,02 %. Так, например, нормируют погрешность измерительных мостов.

3) Нормируют предельно допускаемые значения основной относительной погрешности, но не в виде числа со знаками ±, а в виде формулы:

. (13)

Так нормируют погрешность для цифровых измерительных приборов, например:

Дополнительные погрешности.

Рассмотрим на примерах.

Пример 1.

В документации читаем: «Дополнительная температурная погрешность не более половины основной на каждые 10 ⁰С в рабочем диапазоне». Расшифруем эту фразу. Пусть известно, что для данного прибора:

– рабочий диапазон температур 5 ⁰С ≤ θ ≤ 40 ⁰С;

– предельные значения основной приведённой погрешности γ_о,п = ± 0,5 %.

Это значит, что при 10 и при 30 ⁰С к γ_о добавляется ещё ± 0,25 %. Есть основания считать, что зависимость дополнительной температурной погрешности от температуры близка к линейной. Поэтому, если, например, θ = 35 ⁰С, то предельные значения дополнительной температурной приведённой погрешности будут

.

Здесь – температурный коэффициент дополнительной температурной погрешности.

Если бы вместо «…не более половины основной…» было «…не более основной…», то температурный коэффициент был бы 0,1γ_о,п.

Пример 2.

В документации читаем: «Дополнительная частотная погрешность не более основной». Пусть это относится к аналоговому вольтметру переменного напряжения, у которого нормальная область значений частоты 45 Гц ≤ f_норм ≤ 1 МГц, а рабочая область 20 Гц ≤ f_раб ≤ 5 МГц. На циферблате прибора это обозначается так:

20 Гц…45 Гц…1 МГц…5 МГц

Пусть для этого вольтметра γ_о,п = ± 4 %. Это значит, что в диапазонах от 20 Гц до 45 Гц и от 1МГц до 5 МГц к γ_о добавляется дополнительная частотная погрешность с предельными значениями γ_д,f,п = ± 4 %. В случае частотной погрешности нет оснований считать, что она линейно зависит от частоты. Поэтому, если, например, f = 2 МГц всё равно приходится считать, что при этом γ_д,f,п = ± 4 %.

Это, конечно, плохо, поэтому стандарт [8] предлагает нормировать не дополнительные погрешности, а функции влияния (для линейных функций – коэффициенты влияния).

Классы точности

Класс точности – комплексная характеристика, которая говорит нам и об основной и о дополнительных погрешностях [9].

Обозначение классов точности:

• На циферблате аналогового прибора проставлено число, например, 0,5. Что оно означает? В первую очередь, что γ_о,п = ± 0,5 %.

• На лицевой панели прибора проставлено число внутри окружности, например,

Это значит, что δ_о,п = ± 0,2 %.

• В документации цифрового измерительного прибора его класс точности обозначен 0,01/0,005. Это значит, что

.

Все числа, фигурирующие в обозначениях классов, выбираются из ряда

(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6)·10^а,

где а = 1; 0; – 1; – 2; …

Кроме основной погрешности класс точности даёт информацию о дополнительных погрешностях, например, так, как это было показано в приведённых выше примерах, но как именно, в частности, «…не более половины основной…» или «…не более основной…» – это надо уточнять по документации на прибор.