Chyba. Třídy přesnosti měřicích přístrojů.

Nejprve mi dovolte malou odbočku. Pojmy jako chyba a třída přesnosti jsou dostatečně podrobně popsány v regulační dokumentaci GOST 8.009-84 „Standardizované metrologické charakteristiky měřicích přístrojů“, GOST 8.401-80 „Třídy přesnosti měřicích přístrojů. Obecné požadavky“ a podobné. Když ale tyto dokumenty otevřete, okamžitě vás popadne melancholie. Tyto pojmy jsou tak suše a nesrozumitelně vysvětleny prostému začátečníkovi „KIPovets“. Odhoďme nyní takové domýšlivé a nesrozumitelné definice jako „směrodatná odchylka náhodné složky chyby” nebo “normalizovaná autokorelační funkce” nebo “charakteristika náhodné složky chyby od hystereze – variace H výstupního signálu (čtení) měřicího přístroje“ atd. Zkusme na to přijít a pak si to všechno poskládejme do jedné malé, ale přehledné tabulky, co je to „chyba“ a jaké existují typy.

Chyby měření – odchylky výsledků měření od skutečné hodnoty měřené veličiny. Chyby jsou nevyhnutelné, není možné určit skutečnou hodnotu.

Podle číselné formy zobrazení se dělí na:

1. Absolutní chyba: Δ = X_д – X_ism, vyjádřené v jednotkách měřeného množství, jako jsou kilogramy (kg) při měření hmotnosti.
   kde X_д – odebírá se skutečná hodnota měřené veličiny, obvykle odečty etalonu, referenčního měřicího přístroje;
   X_ism – naměřená hodnota.
2. Relativní chyba: δ = (Δ⁄ X_д) · 100, vyjádřeno jako procento skutečné hodnoty měřené veličiny.
3. Snížená chyba: γ = (Δ⁄ X_н) · 100, vyjádřeno jako procento normalizační hodnoty.
   kde X_н – normalizační hodnota vyjádřená ve stejných jednotkách jako Δ, obvykle se bere rozsah měření SI (stupnice).

Podle povahy projevu:

• systematické (lze z výsledků vyloučit);
• náhodný;
• brutto nebo miss (obvykle se nezahrnují do výsledků měření).

V závislosti na provozu zařízení:

• hlavní – toto je chyba měřicího přístroje za normálních podmínek; (GOST 8.395 80–XNUMX)
• dodatečná chyba – jedná se o složku chyby měřicího přístroje, která navíc vzniká odchylkou některé z ovlivňujících veličin od standardní hodnoty nebo překročením normálního rozsahu hodnot. Například: měření nadměrného tlaku v pracovních podmínkách dílny, při okolní teplotě 40 ºС, relativní vlhkosti 18 % a atmosférickém tlaku 735 mm Hg. st., která při ověřování neodpovídá jmenovitým hodnotám ovlivňujících veličin.

Jak určit chybu sady zařízení, která zahrnuje primární převodník, sekundární převodník (zesilovač) a sekundární zařízení. Každý prvek této množiny má svou vlastní absolutní, relativní nebo redukovanou chybu. A aby bylo možné odhadnout celkovou chybu měření, je nutné snížit všechny chyby na jeden typ a poté vypočítat pomocí vzorce:

To, co následuje, bude zajímat asi jen metrology, a to jen začátečníky. Nyní si trochu připomeňme směrodatné odchylky (SD). Proč jsou potřeba? Protože není možné určit skutečnou hodnotu, je nutné se k ní alespoň co nejvíce přiblížit nebo určit interval spolehlivosti, ve kterém se s vysokou mírou pravděpodobnosti nachází skutečná hodnota. K tomuto účelu se používají různé statistické metody, uvedeme vzorce té nejběžnější. Například jste provedli n počtu měření čehokoli a potřebujete určit interval spolehlivosti:

1. Určíme odchylku aritmetického průměru: kde n je počet odchylek
2. Určíme směrodatnou odchylku (SD) aritmetického průměru:
3. Vypočítáme náhodnou složku chyby: kde t je Studentův koeficient, který závisí na počtu stupňů volnosti
   Tabulka 1.

V poslední době se stále častěji skloňuje termín „nejistota“. Pomalu, ale jistě a vytrvale se zavádí do tuzemské metrologie. Je to daň za integraci naší ekonomiky do globální, samozřejmě je nutné přizpůsobit regulační dokumentaci mezinárodním standardům. Nebudu se tu plácat, to bylo dobře provedeno v různých regulačních dokumentech. Podle mého názoru „rozšířená nejistota měření“ = základní chyba + dodatečná chyba, která zohledňuje všechny ovlivňující faktory.

Je třeba poznamenat, že je velmi nepohodlné hodnotit přesnost například u ukazatelových měřicích přístrojů pomocí relativních chyb, protože pro ně je absolutní chyba podél celé stupnice prakticky konstantní, takže když se hodnota naměřené hodnoty snižuje, relativní chyba se zvyšuje (1). Při práci s ukazovacími přístroji se doporučuje volit meze pro měření veličin tak, aby se nepoužívala počáteční část stupnice přístroje, tzn. počítejte hodnoty na stupnici blíže jejímu konci. Přesnost měřicích přístrojů se posuzuje podle dané chyby, tj. na základě procentuálního poměru absolutní chyby ke standardní hodnotě A_Н:Standardní hodnota měřícím zařízením je konvenčně přijímaná hodnota měřené veličiny, která se může rovnat horní mez měření, rozsah měření, délka měřítka и dr. Chyby přístroje se dělí na primárnívlastní zařízení za normálních podmínek použití v důsledku nedokonalostí v jeho konstrukci a provedení, a další, v důsledku vlivu různých vnějších faktorů na hodnoty přístroje. Za normální provozní podmínky se považuje okolní teplota 20±5° C při relativní vlhkosti vzduchu 65±15%, atmosférický tlak 750±30 mm.Hg., při nepřítomnosti vnějších magnetických polí, v běžné provozní poloze přístroje apod. Za jiných než normálních provozních podmínek vznikají u elektrických měřicích přístrojů dodatečné chyby, které představují změnu skutečné hodnoty měření (resp. přístroje čtení), ke kterému dochází, když jedna odchylka od vnějších faktorů přesahuje limity stanovené pro normální podmínky. Přípustná hodnota hlavní chyby elektrického měřicího zařízení slouží jako základ pro její stanovení třída přesnosti. Elektrické měřicí přístroje jsou tedy rozděleny do osmi tříd podle stupně přesnosti: 0.05; 01; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0 a číslo udávající třídu přesnosti udává nejvyšší přípustnou hodnotu hlavní chyby zařízení (v procentech). Třída přesnosti je uvedena na stupnici každého měřicího zařízení a je to tučně zvýrazněné nebo zakroužkované číslo. Přístrojová stupnice je rozdělena na divize. Divizní cena (nebo konstanta přístroje) je rozdíl mezi hodnotami veličiny, která odpovídá dvěma sousedním značkám na stupnici. Určení hodnoty dělení, například voltmetrem a ampérmetrem, se provádí takto: С_U =U_H / N – počet voltů na dílek stupnice; C_I = I_H / N – počet ampérů na dílek stupnice; N— počet dílků stupnice odpovídajícího zařízení. Někdy se ale vyskytují přístroje se stupnicí nerovnoměrně rozdělenou na dílky, cena dílku musí být stanovena v oblasti měřítka, například cena malých dílků se určuje v prostoru mezi velkými dílky s digitálním značením; . Důležitou vlastností zařízení je citlivostS, což například pro voltmetr S_U ampérmetr S_I definován takto: S_U = N/U_H – počet dílků stupnice na 1 В; S_I = N/I_H – počet dílků stupnice na 1 А. Další důležitou metrologickou vlastností zařízení je jeho spolehlivost — schopnost zachovat specifikované vlastnosti za určitých provozních podmínek po danou dobu. Kvantitativní měřítko spolehlivosti je pravděpodobnost bezporuchového provozu (FBG) je pravděpodobnost, že za určitou dobu Тnepřetržitý provoz, nedojde k žádné poruše. Takže ampérmetry a voltmetry jako 8027 mají minimální hodnotu FBG 0,96 za 2000 ч nepřetržitý provoz. Jinými slovy, ze 100 takových zařízení, více než 2000 hodin nepřetržitého provozu, pouze 4 budou potřebovat opravu. 3.4. Klasifikace elektrických měřicích přístrojů a technické požadavky,jim uloženo Elektrické měřicí přístroje jsou klasifikovány podle různých kritérií. Podle pohlaví měřená veličina elektrické měřicí přístroje se dělí na ampérmetry, voltmetry, wattmetry, elektroměry, fázové metry, frekvenční metry, ohmmetry atd. Symbol typu měřené veličiny (tabulka 3.1) je umístěn na přední straně přístroje. Stupnice elektrických měřicích přístrojů dále označují symboly, které odrážejí druh měřeného proudu, třídu přesnosti přístroje, izolační zkušební napětí, pracovní polohu přístroje atd. (tab. 3.2). Měřicí přístroje jsou buď analogové nebo digitální. Analogovýjsou měřicí přístroje, jejichž údaje jsou spojitou funkcí měřené veličiny. Digitální se nazývají měřicí přístroje, jejichž hodnoty jsou vyjádřeny v digitální podobě. Podle typu přijímané informace se měřící přístroje dělí na indikační, integrační a sčítací (tab. 3.3).