Класс точности средства измерений – обобщённая характеристика данного типа СИ, отражающая уровень его точности, выраженная пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.
Пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей могут быть выражены в форме абсолютной, относительной или приведенной погрешностей. Это зависит от характера изменения погрешностей СИ в пределах диапазона измерений и условий его применения и назначения.
Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности определяются в виде
или
(1)
где а и b – положительные числа, не зависящие от x; х – значение измеряемой величины на входе (выходе) СИ или число делений, отсчитанных по шкале; Δx – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности, выраженной в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы.
Пределы допускаемой основной относительной погрешности определяются по формуле:
если Δ определяется по выражению (1) или по формуле:
где d - пределы допускаемой относительной основной погрешности, %; q - отвлечённое положительное число, выбираемое из стандартного ряда; x – значение измеряемой величины на входе (выходе) СИ или числа делений, отсчитанных по шкале; xk – больший (по модулю) из пределов измерений для заданного диапазона средства измерений; c, d - положительные числа, выбираемые из стандартного ряда.
Пределы допускаемой основной приведенной погрешности, %, определяются по формуле.
где g - предел допускаемой приведённой основной погрешности %; Dх – пределы допускаемой абсолютной основной погрешности; xN – нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и Dх; р — положительное число, выбираемое из стандартного ряда.
|
Числа с, d, q и р определяют значение класса точности измерительного средства измерений.
Классы точности СИ измерений обозначаются условными знаками (буквами, цифрами). Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых выражают в форме приведенной погрешности или относительной погрешности, классы точности обозначаются числами, равными этим пределам в процентах.
Шкала мультиметра
Чтобы отличить относительную погрешность от приведенной, обозначение класса точности в виде относительной погрешности обводят кружком, например Значение приведенной погрешности кружком не обводят, например 2,5.
Если погрешность нормирована в процентах от длины шкалы, то под обозначением класса ставится знак Ú.
Если погрешность нормирована в соответствии формулой (2), то класс точности обозначается как c/d, например 0,02/0,01.
Пример 1. На шкале амперметра с пределами измерения 0…10 А нанесено обозначение класса точности 2,5. Это означает, что для данного прибора нормирована приведенная погрешность. Подставляя в формулу
результаты задания xн = 10А и значение p = 2,5 можем рассчитать абсолютную погрешность:
В случае если бы обозначение класса точности было в виде
, то погрешность следовало бы вычислить в процентах от измеренного значения.
Так, при показаниях по шкале Iизм. = 2А, погрешность прибора не должна превышать
При показаниях по шкале Iизм=7А погрешность будет иной:
Обозначение классов точности средств измерений
|
(извлечения из ГОСТ 8.401-81)
Формулы выражения основной погрешности | Пределы допускаемой основной погрешности | Примеры обозначения классов точности СИ в нормативной ТД |
Δх=±а | - | М |
Δх=±(a+bx) | - | C |
0,05/0,02 |
Классы точности приборов, нормируемые по стандарту. Верхний ряд – класс точности для приборов, имеющих только мультипликативную погрешность, который равен пределу допускаемой относительной погрешности, которая вычисляется в процентах от измеренного значения.
Нижний ряд – класс точности, выражаемый в форме приведённой или относительной погрешности.
Зная класс точности средства измерений можно из выражения
или
определить предельное значение допускаемой основной погрешности Δх. В этом случае можно утверждать, что действительное значение измеряемой физической величины находится в интервале
х = х*±Dх,
где x* — показание средства измерений.
Примеры обозначения классов точности приведены в таблице.
Пример 2. Для прибора класса точности 0,05/0,02, с диапазоном измерения 0…15А определить абсолютную погрешность измерения при показании по шкале 7А. В данном примере класс точности задан как c/d в соответствии с формулой (59), которая может быть представлена в виде
где xk=15А; х=7А; с=0,05; d=0,02.
Нормирующее значение xN=xk=15A,
Кроме рассмотренных, по шкале прибора определяются и другие характеристики в соответствии с таблицей приведённой ниже