Характеристики погрешностей СИ

Для СИ нормируются характеристики основной и дополнительной погрешностей. Напомню, что основная погрешность - это погреш­ность средства измерений в нормальных условиях эксплуатации.

При отсутствии или пренебрежимо малой случайной составляющей погрешности устанавливается предел допускаемой основной погрешности, которая может быть представлена в виде абсолютной, либо относительной погрешности, либо как приведенная к некоторому нормирующему значению измеряемой величины.

При наличии существенной случайной составляющей погрешности нормы на характеристики систематической и случайной составляющих устанавливаются раздельно:

- предел допускаемой систематической составляющей погрешности,

- предел допускаемого среднеквадратического значения случайной составляющей погрешности.

Допускается устанавливать характеристику погрешности, которая включает в себя обе составляющие: систематическую и случайную. Такой характеристикой является интервал, заданный нижней и верхней границами, между которыми содержатся значения основной погрешности с вероятностью, не меньшей заданной вероятности , равной обычно 0, 8 ¸ 0, 95, то есть

P( £ e £ )³ .

При зависимости погрешности средства измерений от измеряемой величины нормы на характеристики погрешности могут быть выражены в виде функции или графика.

Нормы на характеристики дополнительной погрешности устанавливаются в виде пределов допускаемых изменений характеристик основной погрешности, вызванных отклонением влияющих величин от нормальных значений. Эти пределы указываются в долях от норм на соответствующие характеристики основной погрешности по каждой из влияющих величин раздельно.

При незначительной дополнительной погрешности или по требованию пользователя вместо указания характеристик основной погрешности могут быть указаны характеристики погрешности СИдля расширенной области изменения влияющих величин вплоть до области, соответствующей рабочим условиям применения В таких случаях указание характеристик дополнительной погрешности оказывается излишним. Но при этом следует иметь в виду, что экспериментальный контроль характеристик погрешности, установленных для рабочих условий, сильно усложняется, поскольку для этого придется искусственно создавать указанные условия путем контролируемого воспроизведения совместного действия влияющих величин в широкой области значений и в достаточном объеме, требующемся для размещения в нем СИ.

К характеристикам погрешности средств измерений относятся метрологические характеристики, отражающие погрешности отсчитывания результата измерения или его округления при представлении результатов измерений или значений физических величин в цифровом коде.

Такими метрологическими характеристиками являются:

- цена наименьшего деления шкалы,

- цена младшего разряда выходного кода АЦП или индикатора цифрового прибора,

- значение наименьшей ступени физической величины, которая воспроизводятся многозначными мерами, или величины, формируемой на выходе цифроаналогового преобразователя (ЦАП).

К характеристикам погрешностиотносят и вариацию.

Вариация (гистерезис) — разность между показаниями СИ в данной точке диапазона измерения при возрастании и убывании измерений величины и неизменных внешних условиях:

, (4.2)

где X_в и X_у — значения измерений образцовыми СИ при возраста­нии и убывании величины Х.

Следует иметь в виду, что, хотя вариация показаний СИ вызы­вается случайными факторами, сама она — не случайная величина. Зависимость между выходным и входным сигналом СИ, получен­ную экспериментально, называют градуировочной характеристи­кой, которая может быть представлена аналитически, графически или в виде таблицы.

Гистерезис выходного сигнала средства измерений заключается в том, что выходной сигнал СИ зависит не только от размера измеряемой физической величины, но и от направления и скорости изменения физической величины непосредственно перед ее измерением. Вариация равна модулю разности математических ожиданий погрешности СИ при использовании его для измерения физической величины, которая непосредственно перед измерением медленно и плавно уменьшалась и медленно и плавно увеличивалась.