Средств измерений.
Метрологическая характеристика (средства измерений); МХ: Характеристика одного из свойств средства измерений, влияющая на результат измерений.
П р и м е ч а н и е - Для каждого типа Средств измерений устанавливают
свои метрологические характеристики.
Нормируемые метрологические характеристики (типа средства измерений); НМХ: Совокупность метрологических характеристик данного типа средств измерений, устанавливаемая нормативными документами на средства измерений.
Точностные характеристики (средства измерений): Совокупность метрологических характеристик средства измерений, влияющих на точность измерения.
К точностным характеристикам погрешность средств измерений, смещение нуля и др.
Нормальные условия (измерений): условия измерений, установленные в нормативных документах на средства измерений конкретного типа или при их поверке (калибровке). При н.у. установленная погрешность будет наименьшей.
1. Статической характеристикой прибора (рис.1.2.) называется зависимость выходной величины «y» от входной величины «x» в установившемся режиме работы (т.е. когда x и у не меняются во времени: x= const, у = const), выраженная таблично, графически или аналитически.
| Статическую характеристику получают следующим образом (табл. 1.3): 1) подают на вход прибора постоянное значение входного сигнала х = х0 = const 2) дожидаются установившегося режима работы прибора, когда его выходной сигнал устанет постоянным, т.е. когда х= const, у= const; 3) измеряют значение входного сигнала х=х0 и выходного сигнала у = у0, а результаты измерения записывают в таблицу (см. табл. 1.3); 4) повторяют необходимое количество раз пункты 1 - 3, подавая на вход различные значение входного сигнала х=хi = const, i = 1,2... n. В результате получают таблицу значений хи у (табличное выражение статической характеристики прибора). Используя данные таблицы, строят статическую характеристику в виде графической зависимости (см. рис. 1.4а) у = f(x)(графическое выражение статической характеристики прибора). Функция f(x) представляет собой аналитическое выражение статической характеристики. |
|
а) – нелинейная статическая характеристика; б) – линейная статическая характеристика у = кх + а; в) линейная статическая характеристика у = кх.
|
|
Для приборов наилучшей является линейная статическая характеристика у = кх + а, где а - постоянная, к - передаточный коэффициент, причём среди линейных статических характеристик более предпочтительны характеристики, для которых а = 0. т.е. у = кх. Самой желательной статической характеристикой прибора является y = x, получаемая при коэффициенте передачи к = 1. В этом случае искомое значение физической величины отсчитывают непосредственно по шкале прибора.
2. Чувствительность S прибора представляет собой предел отношения приращения выходного сигнала к приращению входного сигнала, т.е:
Чувствительность прибора численно равна тангенсу угла наклона касательной к графику представляющему статическую характеристику прибора, т.е. S = tgα (рис.1.4.) В случае линейной статической характеристики чувствительность численно равна передаточному коэффициенту - k. Чувствительность является мерой, при помощи которой сравнивают приборы для измерения одинаковых физических величин (чем выше чувствительность, тем прибор лучше).
|
|
Порог чувствительности прибора Δх - Наименьшее значение изменения величины, начиная с которого может осуществляться ее измерение данным средством измерения.
П р и м е ч а н и я
1 Если самое незначительное изменение массы, которое вызывает перемещение стрелки весов, составляет 10 мг то порог чувствительности весов равен 10 мг.
Зона нечувствительности средства измерений; мертвая зона: Диапазон значений измеряемой величины, в пределах которого ее изменения не вызывают значимого изменения показания средства измерений.
|
3)Для приборов часто характерен гистерезис - магнитный, электрический, механический, когда значения выходного сигнала «y » при одних и тех же значениях входного сигнала «x» не совпадают при прямом и обратном ходе. В этом случае статическая характеристика прибора имеет вид так называемой петли гистерезиса (см. рис. 1.5). Причинами гистерезиса обычно являются трение в деталях прибора; люфты (зазоры) между деталями прибора. Гистерезис является причиной существования порога чувствительности прибора и, как следствие, возникновения вариации показаний прибора. Гистерезис понижает точность измерений, поэтому желательно свести его к минимуму.
4) Вариация показаний (измерительного прибора): Разность показаний прибора в одной и той же точке диапазона измерений при плавном подходе к этой точке со стороны меньших и больших значений измеряемой величины.
Это возникает вследствие трения в опорах подвижных частей, наличия зазоров, остаточной деформации измерительных пружин. Вариация е выражается в процентах от диапазона шкалы прибора.
|
|
П р и м е ч а н и е - В высокочувствительных (особенно в электронных) измерительных приборах вариация приобретает иной смысл и может быть раскрыта как колебания его показаний около среднего значения (показание «дышит››).
5)Быстродействие прибора В - время, затрачиваемое на одно измерение. Для аналоговых приборов - время установления показания, для цифровых - отношение числа измерений n к промежутку времени Δt, за которое эти измерения произведены; B= n /Δt. Для цифровых приборов В = 1... 104 изм./сек.
6)Время отклика (при скачкообразном воздействии): Интервал времени от момента, когда значение величины на входе средства измерений или измерительной системы скачкообразно изменяется до определенного уровня (значения), до момента, когда соответствующее показание средства измерений или измерительной системы достигает установившегося конечного значения и остается в заданных пределах.
7) Цена деления прибора С - разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.
8)Перегрузочная способность - способность прибора в определённое время выдерживать нагрузки, превышающие допустимые.
9) Надёжность - способность прибора сохранять эксплуатационные параметры в течение заданного времени.
10)Стабильность (средства измерений): Свойство средства измерений, отражающее неизменность во времени его метрологических характеристик.
П р и м е ч а н и е - Стабильность может количественно выражаться разными
способами.
Примеры
1 Указанием длительности интервала времени, за который метрологическая характеристика изменилась на установленное значение.
2 Указанием изменения характеристики за установленный интервал времени, что часто называют нестабильностью средства измерений.