Способы нормирования и формы выражения характеристик

Погрешности

Для большинства СИ, используемых в статическом режиме, нормируют пределы допускаемых погрешностей по ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования».

Согласно этому стандарту пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей выражают в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения СИ.

Нормирование пределов абсолютной основной погрешности применяется, если погрешность таких измерений принято выражать в единицах измеряемой величины или в делениях шкалы. Например, пределы допускаемых погрешностей мер массы или длины.

В остальных случаях используют нормирование пределов приведенной или относительной основной погрешности. Выражение пределов допускаемой погрешности в форме приведенных и относительных погрешностей является предпочтительным, так как они позволяют выражать пределы допускаемой погрешности числом, которое остается одним и тем же для СИ одного уровня точности, но с различными верхними пределами измерений.

ГОСТ 8.401-80 предусматривает следующие формы выражения пределов основной погрешности СИ.

1. Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы, устанавливают по формуле

∆ = ±а; (1)

или

∆ = ±(а + bх); (2)

где ∆ – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины на входе (выходе) или условно в делениях шкалы;

х – значение измеряемой величины на входе (выходе) СИ или число делений, отсчитанных по шкале;

а, b – положительные числа, не зависящие от х.

2. Пределы допускаемой приведенной основной погрешности устанавливают по формуле

(3)

где Δ – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, устанавливаемые по формуле (1);

X_N – нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и Δ;

p – отвлеченное положительное число, выбираемое из ряда:

1·10ⁿ; 1,5·10ⁿ; 2·10ⁿ; 2,5·10ⁿ и т. д., где (n = 1; 0; –1, –2 и т. д.).

3. Пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливают по формуле

если ∆ = ±а; (4)

или формуле

если ∆ = ±(а + bх); (5)

где δ – пределы допускаемой относительной основной погрешности;

q – отвлеченное положительное число;

X_к – больший (по модулю) из пределов измерений;

c и d – положительные числа, выбираемые из приведенного выше ряда

,

а, b – числа, см. формулу (1). d характеризует аддитивную составляющую.

В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливают по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы.

Примеры нормирования основной погрешности при различном характере изменения основной погрешности показан в таблице.

Δ = const; δ возрастает с уменьшением х	Δ возрастает с увеличением х; δ = const.	аддитивная и мультипликативная погрешности сопоставимые по величине
Нормируется:	Нормируется:	Нормируется:
∆ = ±а		∆ = ±(а + bх); (2)
(3)
Стрелочные вольтметры и амперметры, АЦП (погрешность квантования)	Масштабные преобразователи: делители напряжения, шунты и т. п.	Цифровые вольтметры, омметры и др.

1.8.2.2. Правила выбора нормирующего значения X_N:

1. Для СИ с равномерной или степенной шкалой, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение входного (выходного) сигнала находится на краю или вне диапазона измерений, нормирующее значение устанавливают равным большему из пределов измерений. В данном примере нормирующее значение X_N = 10.

2. Если нулевое значение находится внутри диапазона измерений, то нормирующее значение берется равным большему из модулей пределов измерений, т.е. X_N = 20.

3. Для электроизмерительных приборов с равномерной шкалой, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений X_N допускается устанавливать равным сумме модулей пределов измерений:

X_N = | – 10| + |20| = 30.

4. Для средств измерений, для которых принята шкала с условным нулем (например, в градусах Цельсия), нормирующее значение устанавливают равным модулю разности пределов измерений, т. е. X_N = |200 – 10| = 190.

Пример: Для милливольтметра термоэлектрического термометра с пределами измерений от 200 до 600 °С нормирующее значение Х_N = 400 °C.

5. Для средств измерений с установленным номинальным значением нормирующее значение равно этому номинальному значению.

Пример. Для частотомеров с диапазоном измерений 45 - 55 Гц и номинальной частотой 50 Гц нормирующее значение Х_N = 50 Гц.

6. Для измерительных приборов с существенно неравномерной шкалой (например, для омметров) нормирующее значение устанавливают равным всей длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае пределы абсолютной погрешности выражают, как и длину шкалы, в единицах длины.