Метрологические характеристики средств измерений.

В зависимости от структурной схемы и конструктивного использования средств измерений (СИ) проявляются их свойства, определяющие качество получаемой измерительной информации: точность, сходимость и воспроизводимость результатов измерений. Характеристики свойств СИ, оказывающие влияние на результаты измерений и их точность, называются метрологическими характеристиками средств измерений. Одним из важнейших условий для реализации единства измерений является обеспечение единообразия СИ. Под ним понимается состояние СИ, когда они проградуированы в узаконенных единицах, и их метрологические характеристики соответствуют установленным нормам. В последние годы нормирование производится согласно положениям ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений». В этом стандарте они разбиты на группы.

Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений. К ним относятся:

- функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с неименованной шкалой или со шкалой, градуированной в единицах, отличных от единиц входной величины;

- значение однозначной или значение многозначной меры;

- цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры;

- вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.

Характеристики погрешностей средств измерений.

Характеристики систематической составляющей погрешности средств измерений:

- значение систематической составляющей D_s;

- значение D_s наряду с математическим ожиданием М [D_s] и средним квадратическим отклонением s[D_s]. При этом систематическая погрешность рассматривается как случайная величина на множестве СИ данного типа.

2.2. Характеристики случайной составляющей погрешности СИ:

- среднее квадратическое отклонение;

- нормализованная автокорреляционная функция или функция спектральной плотности;

- случайная составляющая погрешности от гистерезиса (вариация выходного сигнала СИ). Вариацией выходного сигнала называется погрешность СИ, представляющая разность показаний, получаемых при измерениях одного значения, сначала – приближением к нему со стороны меньших значений, затем – со стороны больших значений шкалы.

2.3. Характеристика погрешности СИ в случае, когда систематическая и случайная составляющие не разделяются.

Характеристика чувствительности средств измерений к влияющим величинам. К ним относятся функции влияния и изменения значений метрологических характеристик средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в пределах рабочего диапазона.

Динамические характеристики средств измерений.

Полные динамические характеристики аналоговых СИ, которые можно рассматривать как линейные:

- переходная характеристика;

- импульсная переходная характеристика;

- амплитудно-частотная и амплитудно-фазовая характеристики;

- передаточная функция.

Частные динамические характеристики аналоговых СИ:

- время реакции;

- постоянная времени;

- коэффициент демпфирования.

Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП), цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), цифровых измерительных приборов:

- время реакции;

- погрешность датирования отсчета;

- максимальная частота (скорость) измерений.

Динамические характеристики аналого-цифровых СИ, в том числе измерительных каналов измерительных систем, включающих АЦП, время реакции которых больше интервала времени между двумя измерениями.

Характеристики СИ, позволяющие учесть их взаимодействие с подключенным к входу или выходу объектом измерений, цифро-печатающим устройством и др.

Значения неинформативных параметров выходного сигнала, обеспечивающие нормальную работу устройств, подключенных к СИ. К неинформативным относятся параметры, не связанные функционально с измеряемой величиной.

Правила выбора комплексов нормируемых метрологических характеристик для конкретных типов СИ, способы нормирования и формы их представления в нормативно-технических документах, математические описания оценок (статистических) характеристик погрешностей средств измерений установлены в ГОСТ 8.009-84. Методы расчета характеристик погрешности СИ в реальных условиях эксплуатации рекомендованы в РД 50-453-84.

Учет всех нормируемых метрологических характеристик СИ – сложная и трудоемкая процедура, оправданная только при измерениях очень высокой точности. В обиходе и на производстве, как правило, такая точность не нужна. Поэтому для СИ, используемых повседневно, принято деление на классы точности.

Классом точности называется обобщенная характеристика всех средств измерений данного типа, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешности. В стандартах на СИ конкретного типа устанавливаются требования к метрологическим характеристикам, в совокупности определяющие класс точности СИ.

Классы точности присваиваются типам СИ с учетом результатов государственных приемочных испытаний. Общие положения деления СИ на классы точности, способы нормирования метрологических характеристик и обеспечения классов точности установлены в ГОСТ 8.401.

Обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса СИ, приводятся в нормативной документации. Обозначения могут иметь форму прописных букв латинского алфавита или римских цифр (1, П, Ш и т.д.) с добавлением условных знаков. Смысл таких обозначений раскрывается в нормативно-технической документации.