Погрешности средств измерений

Погрешность средства измерений – разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины.

Для меры показанием является ее номинальное значение. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Приведенное определение понятия «погрешность средства измерений» и не противоречит формулировкам, принятым в отечественной метрологической литературе. Однако признать его удовлетворительным нельзя, так как по сути оно не отличается от определения понятия "погрешность измерений", поэтому необходима дальнейшая работа по усовершенствованию определения этого понятия.

Систематическая погрешность средства измерений (систематическая погрешность) – составляющая погрешности средства измерений, принимаемая за постоянную или закономерно изменяющуюся.

Систематическая погрешность данного средства измерений, как правило, будет отличаться от систематической погрешности другого экземпляра средства измерений этого же типа, вследствие чего для группы однотипных средств измерений систематическая погрешность может иногда рассматриваться как случайная погрешность.

Случайная погрешность средства измерений (случайная погрешность) – составляющая погрешности средства измерений, изменяющаяся случайным образом.

Абсолютная погрешность средства измерений (абсолютная погрешность) – погрешность средства измерений, выраженная в единицах измеряемой физической величины.

,

где х – показание средства измерений;

Х – истинное значение измеряемой величины.

На практике используют выражение

,

где х_д – действительное значение измеряемой величины.

Абсолютную погрешность, взятую с обратным знаком, называют поправкой

.

Поправка – значение величины, вводимое в исправленный результат измерения с целью исключения составляющих систематической погрешности.

Поправку, вводимую в показание измерительного прибора, называют поправкой к показанию прибора.

Относительная погрешность средства измерений (относительная погрешность) – погрешность средства измерений, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к результату измерений или к действительному значению измеренной физической величины:

.

Приведенная погрешность средства измерений (приведенная погрешность) – относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Условно принятое значение величины называют нормирующим значением. Часто за нормирующее значение принимают верхний предел измерений, тогда приведенная погрешность:

,

где – нормирующее значение.

Нормирующее значение для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение входного (выходного) сигнала находится на краю или вне диапазона измерений, следует устанавливать равным большему из пределов измерений или равным большему из модулей пределов измерений, если нулевое значение находится внутри диапазона измерений.

Для электроизмерительных приборов с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений нормирующее значение допускается устанавливать равным сумме модулей пределов измерений.

Для средств измерений физической величины, для которых принята шкала с условным нулем, нормирующее значение устанавливают равным модулю разности пределов измерений.

Для средств измерений с установленным номинальным значением нормирующее значение устанавливают равным этому номинальному значению.

Для измерительных приборов с существенно неравномерной шкалой нормирующее значение устанавливают равным всей длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае пределы абсолютной погрешности выражают, как и длину шкалы, в единицах длины.

Погрешности средств измерений зависят от условий измерения, поэтому их принято делить на основные и дополнительные.

Основная погрешность средства измерений (основная погрешность) – погрешность средства измерений, применяемого в нормальных условиях.

Дополнительная погрешность средства измерений (дополнительная погрешность) – составляющая погрешности средства измерений, возникающая дополнительно к основной погрешности вследствие отклонения какой-либо из влияющих величин от нормального ее значения или вследствие ее выхода за пределы нормальной области значений.

Статическая погрешность средства измерений (статическая погрешность) – погрешность средства измерений, применяемого при измерении физической величины, принимаемой за неизменную.

Динамическая погрешность средства измерений (динамическая погрешность) – погрешность средства измерений, возникающая при измерении изменяющейся (в процессе измерений) физической величины.

Рис. 2.4. Погрешности средств измерений