2 Метрологические характеристики средств измерений и их классификация

Согласно ГОСТ, метрологическими характеристиками называются технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, предназначенные для оценки технического уровня и качества средства измерений, для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений.

Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально — действительными. Ниже приведена номенклатура метрологических характеристик:

Общий перечень основных нормируемых метрологических характеристик средства измерения, формы их представления и способы нормирования установлены в ГОСТ. В него входят:

• пределы измерений, пределы шкалы;

• цена деления равномерной шкалы аналогового прибора или многозначной меры, при неравномерной шкале – минимальная цена деления;

• выходной код, число разрядов кода, номинальная цена единицы наименьшего разряда цифровых средств измерений;

• номинальное значение однозначной меры, номинальная статическая характеристика преобразования измерительного преобразователя;

• погрешность средств измерений;

• вариация показаний прибора или выходного сигнала преобразователя;

• полное входное сопротивление измерительного устройства;

• полное выходное сопротивление измерительного преобразователя или меры;

• неинформативные параметры выходного сигнала измерительного преобразователя, меры;

• динамические характеристики средств измерений;

• функции влияния;

• наибольшие допустимые изменения метрологических характеристик средств измерений в рабочих условиях применения.

Одной из основных метрологических характеристик измерительных преобразователей является статическая характеристика преобразования. Она устанавливает зависимость информативного параметра у выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра входного сигнала.

Нормирование метрологических характеристик необходимо для решения следующих задач:

• придания всей совокупности однотипных средств измерений требуемых одинаковых свойств и уменьшения их номенклатуры;

• обеспечения возможности оценки инструментальных погрешностей и сравнения средств измерений по точности;

• обеспечения возможности оценки погрешности измерительных систем по погрешностям отдельных средств измерений. Погрешности, присущие конкретным экземплярам средств измерений, устанавливаются только для образцовых средств измерений при их аттестации.

Класс точности средств измерений

Обобщенная характеристика средств измерений, определяемые пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний.

Класс точности хотя и характеризует совокупность метрологических свойств данного средства измерений, однако не определяет однозначно точность измерений, так как последняя зависит от метода измерений и условий их выполнения.

Классы точности средств измерений численно равны пределам допускаемых погрешностей, примеры задания классов точности приведены в таблице. Числа для задания классов точности р, а также c и d выбираются из ряда выбираются из ряда 1·10ⁿ, 1,5·10ⁿ, , 2·10ⁿ,  2,5·10ⁿ, , 4·10ⁿ, 5·10ⁿ,  (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.)

Нормируещее занчение Хn выбирается:

• Для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение измеряемого параметра находся на краю или вне диапазона измерений Хn устанавливается равным большему из пределов..

• Для электроизмерительных приборов с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений нормирующее значение допускается устанавливать равным сумме модулей пределов измерений.

• Для средств измерений с установленным номинальным значением нормирующее значение устанавливают равным этому номинальному значению.

• Для измерительных приборов с существенно неравномерной шкалой нормирующее значение устанавливают равным всей длине шкалы или её части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае пределы абсолютной погрешности выражают в единицах длины (пример-омметры, шкала от 0 до ∞).

Форма выражения погрешности	Формулы для определения пределов допускаемой основной погрешности	Примеры пределов допускаемой основной погрешности, %	Обозначение класса точности
Приведенная	γ = (Δ / Хn)100% = ± p - если нормирующее значение Хn выражено в единицах величины	γ = ± 1,5	1,5
	если нормирующее значение Хn принято равным длине шкалы или ее части	γ = ± 0,5	0 ,5
Относительная	δ = (Δ / х)100%	δ = ± 0,5	0,5
	δ = ± [c + d·(|хк / х| - 1)] %	δ = ± [0,02 + 0,01·(|хк / х| - 1)]	0,02/0,01
Абсолютная	Δ = ± а		М
	Δ = ± (а + b·x)		С

Класс точности, выраженный через абсолютную погрешность, обозначают прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами – N, III. Причем, чем меньше цифра или ближе символ к началу алфавита, тем меньше погрешность.