Теоретична частина. Як технічні засоби, що володіють нормованими метрологічними характеристиками і використовуються для виміру маси

Як технічні засоби, що володіють нормованими метрологічними характеристиками і використовуються для виміру маси, застосовують міри і вимірювальні прилади.

Однозначними мірами, тобто мірами, номінальні значення яких відповідають масі одного розміру, є гирі. Їх формують у набори (комплекти), що дозволяють використовувати їх не тільки окремо, але й у різних сполученнях з метою відтворення значень маси різного розміру.

До вимірювальних приладів відносяться ваги, вагові дозатори і контрольні вагові автомати (контрольні ваги). Останні призначені для контролю відхилень маси об'єктів, що зважуються, від установленого номінального значення, і для вироблення керуючого сигналу на розбраковування.

Різноманіття класифікаційних ознак дозволяє створювати численні класифікаційні схеми для ваг і гир. Однак слід враховувати, що в практиці виробництва й експлуатації засобів вимірів маси діють нормативно-технічні документи, що регламентують технічні умові, норми точності й методи перевірки визначених груп ваг і гир. Іншими словами, нормативна база сформована таким чином, що вона визначає логіку класифікації ваговимірювальної техніки, випливаючи з якої можна, класифікувати міри і прилади, спираючись на діючі нормативно-технічні документи.

Аналіз нормативно-технічної документації показує, що група мір маси не має потреби в подальшому розвитку класифікації, тоді як ваги і вагові дозатори, що входять у групу ваговимірювальних приладів, вимагають більш глибокого класифікаційного розгорнення.

Однією з найважливіших класифікаційних ознак, що розділяють ваги і дозатори на дві основні групи, є принцип дії, на підставі якого розрізняють ваговимірювальні прилади дискретної чи безупинної дії.

Залежно від способу перетворення вимірювального сигналу ваги і вагові дозатори розділяються на механічні, гідравлічні, електромеханічні, оптико-механічні, пневматичні та ін.

Подальший класифікаційний поділ ваговимірювальних приладів на підгрупи всередині кожної групи може бути виконаний за рядом ознак – призначенням, конструкцією, способом установки і т.п. Як приклад реалізації таких можливостей наведена класифікаційна схема лабораторних ваг (рис. 2.1.).

Властивості засобів вимірювання можна розділити на дві групи. Одні властивості, будучи якісними категоріями, не мають впливу на результати і похибки вимірювань. До них можна віднести, наприклад, ергономічні, естетичні, та ряд інших властивостей. Властивості засобів вимірювання, які називаються метрологічними, впливають на результати і похибки вимірювань. Для їхньої кількісної оцінки використовують відповідні метрологічні характеристики засобів вимірювань.

Рис. 2.1. - Класифікаційна схема лабораторних ваг

До метрологічних характеристик засобів вимірювань відносять характеристики метрологічних властивостей засобів вимірювань, що впливають на результати і похибки вимірювань, призначені для оцінки технічного рівня і якості засобів вимірювань, для визначення результатів вимірювань, розрахункової оцінки характеристик інструментальної складової похибки вимірювань, оптимального вибору засобів вимірювань і використання як кількісних критеріїв при оцінці відповідності засобів вимірювань установленим нормам.

Властивості засобів вимірювань можуть бути розділені на дві групи. Одні властивості, будучи якісними категоріями, не мають впливу на результати і похибки вимірювань. До них можна віднести, наприклад, ергономічні, естетичні та ряд інших властивостей. Властивості засобів вимірювань, які називаються метрологічними, впливають на результати і похибки вимірювань. Для їхньої кількісної оцінки використовують відповідні метрологічні характеристики засобів вимірів.

До метрологічних характеристик засобів вимірювань відносять характеристики метрологічних властивостей засобів вимірювань, що впливають на результати і похибки вимірювань, призначені для оцінки технічного рівня і якості засобів вимірювань, для визначення результатів вимірювань, розрахункової оцінки характеристик інструментальної складової похибки вимірювань, оптимального вибору засобів вимірювань і використання як кількісних критеріїв при оцінці відповідності засобів вимірювань установленим нормам.

Однією із стандартизованих метрологічних властивостей засобу вимірювань, що характеризують його досконалість у відношенні систематичних похибок, є правильність. Правильність - це якість, що відображає близькість до нуля його систематичних похибок.

Для вимірювання маси іноді використовують нестандартизований термін “вірність ваг”, що позначає ту ж якість ваг, що і правильність. Оскільки виникнення систематичних похибок підоймових ваг головним чином обумовлено недосконалістю технології виготовлення підоймової системи, їхня вірність залежить від строго витриманого співвідношення плечей важелів.

У практиці використання засобів вимірювань покази, отримані при багаторазовому вимірюванні однієї і тієї ж вимірюваної величини, виявляються незбіжними навіть у випадках, коли вимірювання виконують тим самим приладом при незмінних умовах в обмеженому інтервалі часу. Очевидно, що причиною розбіжності результатів вимірювань є виникнення випадкових похибок. Стандартизованим терміном, що характеризує розглянуту властивість засобів вимірювань, є збіжність показів – якість засобу вимірювання, що відображає близькість до нуля його випадкових похибок.

Звичайно нормованою метрологічною характеристикою збіжності показів засобу вимірювань є варіація вихідного сигналу вимірювального приладу чи перетворювача, варіація його показів. Варіація вихідного сигналу вимірювального перетворювача (або показів вимірювального приладу) – це різниця між значеннями інформативного параметра вихідного сигналу вимірювального перетворювача (або показів вимірювального приладу), що відповідають даній точці діапазону вимірювання при двох напрямках повільних змін інформативного параметра вхідного сигналу в процесі підходу до даної точки діапазону вимірювань. При декількох підходах до даної точки діапазону вимірювань у кожному з двох напрямків варіація визначається як середня різниця.