Повна версія

Головна arrow Екологія arrow ЕКОЛОГІЧНИЙ МОНІТОРИНГ

  • Увеличить шрифт
  • Уменьшить шрифт


<<   ЗМІСТ   >>

МЕТРОЛОГІЧНІ ХАРАКТЕРИСТИКИ ЗАСОБІВ ВИМІРЮВАНЬ

Відповідно до ГОСТ Р 8.000-2000 метрологія - це наука про вимірювання, методи, засоби забезпечення їх єдності та способи досягнення необхідної точності. Розрізняють теоретичну, законодавчу і практичну (прикладну) метрологію.

Одним з основних умов для реалізації єдності вимірювань є необхідність забезпечення однаковості СІ, тобто коли вони проградуйовані в узаконених одиницях і їх метрологічні характеристики відповідають встановленим нормам.

Метрологічна характеристика - характеристика однієї з властивостей СІ, що впливає на результат вимірювань і на його похибка. Для кожного типу СІ встановлюють свої метрологічні характеристики. Метрологічні характеристики, що встановлюються НТД, називають нормованими, а визначаються експериментально - дійсними метрологічними характеристиками.

ГОСТ 22729-84 встановлює наступні метрологічні характеристики аналізаторів:

  • • Діапазон вимірювань;
  • • основна похибка або систематична і випадкова складові похибки, зміна вихідних сигналів (показань), викликані зміною впливає величини в межах робочих умов застосування (додаткова похибка);
  • • стабільність;
  • • динамічні характеристики.

ГОСТ 8.009-84 регламентує номенклатуру метрологічних характеристик.

Функція перетворення (статична характеристика ) - функціональна залежність між інформативними параметрами вихідного і вхідного сигналів СІ. Вона може здаватися аналітично, таблично або графічно (рис. 3.2).

Статична характеристика СІ

Мал. 3.2. Статична характеристика СІ

Градуювальна характеристика - залежність між значеннями величин на вході і виході СІ, отримана експериментально.

Діапазон вимірювань - область значень величини, в межах якої нормовані допустимі значення похибки СІ. Значення величини, що обмежують діапазон вимірювань знизу і зверху (зліва і справа), називають відповідно нижньою і верхньою межами вимірювань.

Діапазон показань - область значень шкали приладу, обмежена початковим і кінцевим значеннями шкали.

Чутливість S - властивість СІ, яке визначається ставленням зміни вихідного сигналу Д Y цього кошти до викликає його зміна вимірюваної величиною АХ, тобто

Метрологічний відмова - це вихід метрологічних характеристик СІ за встановлені межі. Якщо похибка СІ класу точності 0,01 стала перевищувати 0,01%, то це означає, що стався метрологічний відмова і СІ вже не відповідає зазначеному раніше класу точності і користуватися ним не можна.

Точнісні характеристики - сукупність метрологічних характеристик СІ, що впливають на похибку вимірювання. До точносних характеристик відносять похибка СІ, нестабільність, поріг чутливості, дрейф нуля і т.п.

Основні методи підвищення точності можна розділити на конструкторсько-технологічні, структурні, алгоритмічні та комплексні.

Точність - характеристика якості СІ, що відображає близькість його похибки до нуля. Вважається, що чим менше похибка, тим точніше СІ.

Поріг чутливості - характеристика СІ у вигляді найменшого значення зміни фізичної величини, починаючи з якого може здійснюватися її вимір даними засобом. Якщо сама незначна зміна маси, яке викликає переміщення стрілки ваг, становить 10 мг, то поріг чутливості ваг дорівнює 10 мг.

Межа похибки - найбільше значення похибки СІ, яке встановлюється НД для даного типу СІ, при якому воно ще визнається придатним до застосування.

Клас точності - узагальнена характеристика даного типу СІ, що відображає рівень їх точності, що виражається межами допустимих основної та додаткових похибок, а також іншими характеристиками, що впливають на точність. Клас точності СІ характеризує їх властивості щодо точності, але не є безпосереднім показником точності вимірювань, виконаних за допомогою цих засобів. Це пов'язано з тим, що похибка залежить ще від ряду факторів: методу вимірювань, умов вимірювань і т.д.

Клас точності привласнюють СІ при їх розробці на підставі досліджень і випробувань представницької партії пристроїв даного типу. Зазвичай його встановлюють в НТД.

Якщо основна абсолютна похибка має адитивну і мультипликативную складові, то клас точності представляють межами відносної похибки 5 у вигляді

де Д = ± (а + Ьх); a, b, end - позитивні коефіцієнти; X N - нормирующее значення, виражене в одиницях абсолютної похибки.

Якщо прилад має рівномірну шкалу і нульова відмітка знаходиться на лівому краю шкали або поза нею, то за нормирующее значення X N приймають кінцеве (праве) значення шкали. Якщо ж нульова відмітка знаходиться всередині шкали, то нормирующее значення X N приймають рівним сумі кінцевих значень шкали, без урахування знаків.

Клас точності СІ, виражений формулою (3.3), прийнято зображати числами з і d, розділяючи їх косою рисою, тобто c / d, наприклад 0,5 / 0,02. Клас точності вибирають шляхом округлення з і d до найближчого більшого числа з встановленого нормального ряду: (1,0, 1,5, 2,0, 2,5, 4,0, 5,0, 6,0) 10 ", де п = ... -3, -2, -1,0, 1,2 ...).

Півроку - встановлення органом державної метрологічної служби (або іншим офіційно уповноваженим органом, організацією) придатності СІ до застосування на підставі експериментально визначених метрологічних характеристик і підтвердження їх відповідності встановленим обов'язковим вимогам. Розрізняють первинну, періодичну, позачергову і інспекційну перевірку СІ.

За умовами проведення вимірювань, похибки СІ поділяють на основні та додаткові.

Основний називають похибка СІ, що застосовується в нормальних умовах. Ці умови встановлюють НТД на види СІ або їх типи.

У більшості НТД на СІ до нормальних відносять такі зовнішні умови:

  • • температура ОС 20 ± 5 ° С;
  • • відносна вологість повітря 65 ± 15%;
  • • атмосферний тиск 100 ± 4 кПа (750 ± 30 мм рт. Ст.);
  • • напруга електричної мережі 220 ± 4,4 В з частотою 50 Гц.

Крім нормальних умов, в НТД на тип СІ вказують також умови, в межах до торих допускається експлуатувати СІ з гарантованими метрологічними характеристиками. При цьому діапазон робочих умов істотно ширше, ніж нормальних. Наприклад, робочі температури багатьох типів СІ мають межі від -10 до + 40 ° С.

Додаткова похибка - складова похибки СІ, що виникає додатково до основної похибки внаслідок відхилення будь-якої з впливають величин від нормального її значення або її виходу за межі нормальної області значень. Додаткова похибка враховується за допомогою функції впливу.

Функція впливу являє собою залежність числових значень (зазвичай у відсотках), на які необхідно збільшити значення основної похибки, від значення відхилення впливає величини від нормальних умов. Наприклад, функцію впливу температури часто вказують у вигляді | / = п%! 10 ° С, по живлячої напруги - U num = m% / S% , де числа піт означають, на скільки відсотків слід збільшити значення основної похибки вимірювань при зазначеному відхиленні від нормальних значень температури ОС і напруги живлення відповідно.

У техніці вимірювань часто застосовують вимірювальні ланцюга або канали, що складаються з декількох СІ. Така вимірювальна ланцюг може бути представлена у вигляді послідовного ланцюга, що складається з ПІП, лінії зв'язку, IP, вторинного приладу або АЦП для введення сигналу в мікропроцесор і т.д.

Вимірювальний канал ІС - послідовне з'єднання каналів компонентів, що виконує закінчену функцію від сприйняття вимірюваної величини до отримання результату її вимірювання, що виражається числом або відповідним йому кодом. Канали можуть бути простими і складними. У простому здійснюється пряме вимірювання величини; складний канал є сукупністю простих вимірювальних каналів, що реалізують непрямі, сукупні або спільні вимірювання.

У разі якщо похибки окремих СІ Д, незалежні одна від одної, похибка вимірювального каналу Д визначається виразом

 
<<   ЗМІСТ   >>