Характеристики средств измерений

Метрологические свойства средств измерений – свойства, влияющие на результат измерений и его погрешность. Показатели метрологических свойств являются их количественной характеристикой и называются метрологическими характеристиками.

Метрологические характеристики средств измерений – технические характеристики средств измерений, описывающие свойства средств измерений, необходимые для выполнения ими функционального назначения и оказывающие влияние на результат и погрешность измерений.

Для каждого типа средств измерений устанавливают свои метрологические характеристики при утверждении типа средства измерений.

Метрологические характеристики, устанавливаемые нормативными документами, называют нормируемыми метрологическими характеристиками, а определяемые экспериментально – действительными метрологическими характеристиками.

Для проведения измерений в торговле, общественном питании, при проведении научных исследований, для контроля технологических параметров и качества готовой продукции и ряда других измерений должны использоваться средства измерений имеющие нормируемые метрологические характеристики. Они нормируются стандартами на средства измерений и указываются в эксплуатационных документах на средство измерений конкретного типа и вида (паспорте, руководстве по эксплуатации и др.). В процессе эксплуатации средств измерений контролируются действительные метрологические характеристики средств измерений при осуществлении поверки или калибровки.

Все метрологические свойства средств измерений можно разделить на две группы:

- свойства, определяющие область применения средства измерений;

- свойства, определяющие точность измерений.

К основным метрологическим свойствам, определяющим область применения средства измерений, относятся диапазон измерений и порог чувствительности.

Диапазон измерений – характеристика средства измерений, представляющая собой область значений измеряемой величины, для которой нормированы допускаемые погрешности измерительного прибора.

Порог чувствительности – характеристика средства измерений, представляющая собой наименьшее измерение измеряемой величины, которое вызывает заметное изменение выходного сигнала.

Основным метрологическим свойством, влияющим на точность измерений, является погрешность средства измерений.

Погрешность средства измерений – разность между показанием средства измерений и истинным (действительным) значением измеряемой величины. Поскольку истинное значение физической величины неизвестно, то на практике пользуются ее действительным значением. Для рабочего средства измерений за действительное значение принимается показание рабочего эталона низшего разряда.

Результат измерений – значение величины или оценка свойства, полученные путем измерений. За результат измерений в шкалах разностей (интервалов), отношений и абсолютных шкал, чаще всего принимают среднее арифметическое из ряда результатов равноточных наблюдений.

Метрологические характеристики (МХ) средств измерений, устанавливаемые нормативными документами, подразделяют на следующие группы:

1. МХ, предназначенные для определения результата (функция преобразования измерительного преобразователя, цена деления шкалы измерительного прибора, значение меры).

2. МХ погрешностей средства измерений (характеристики систематической составляющей погрешности средств измерений, характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений, вариация выходного сигнала).

3. МХ чувствительности средств измерений к влияющим величинам (функции влияния; изменения значений МХ средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах).

4. Динамические характеристики средств измерений (амплитудно-частотная характеристика, импульсная переходная характеристика, время реакции, максимальная частота (скорость) измерений и др.).

5. МХ, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или выходу компонентов (таких, как объект измерений, средство измерений и т.п.). Примерами характеристик этой группы являются входной и выходной импедансы линейного измерительного преобразователя (импеданс – полное или кажущееся сопротивление электрической цепи переменному электрическому току, обусловленное как обычным (омическим), так и индуктивным и емкостным сопротивлениями цепи).

6. Неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений – параметры выходного сигнала, не используемые для передачи или индикации значения информативного параметра входного сигнала измерительного преобразователя или не являющейся выходной величиной меры.

Комплекс МХ, установленный в нормативных документах на средства измерений конкретных видов или типов, должен быть достаточен для определения результатов измерений и расчетной оценки с требуемой точностью характеристик инструментальных составляющих погрешностей измерений, проводимых с помощью средств измерений данного вида или типа в реальных условиях применения. Одновременно метрологические характеристики, входящие в установленный комплекс, должны быть такими, чтобы был возможен их контроль при приемлемых затратах.

Нормируемые МХ средств измерений являются составной частью исходной информации:

- для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений;

- для оптимального выбора средств измерений.

МХ также предназначены для использования в качестве контролируемых характеристик при проверке средств измерений на соответствие установленным нормам.

Контрольные вопросы

1. К какому виду измерений относится определение характеристик случайных процессов, например уровня шумов?

2. К какому виду измерений относится измерения, если плотность вещества определяли путем измерений его массы и объема?

3. Какой метод измерений применяется при измерении активного сопротивления мостом постоянного тока при уравновешенной схеме?

4. Какой метод измерений применяется при измерении размера детали штангенциркулем?

5. Что такое средство измерений? Как средства измерений классифицируют по конструктивному исполнению?

6. Какие существуют разновидности мер?

7. Что такое стандартный образец? Каких видов они бывают?

8. Что такое измерительный преобразователь? Каких видов они бывают?

9. Что такое измерительный прибор?

10. По каким критериям классифицируют измерительные приборы?

11. Что такое измерительная система?

12. Что такое измерительная установка?

13. Что такое эталон единицы величины? Назовите существенные признаки эталона.

14. Как подразделяют эталоны по подчиненности? Какой эталон называется первичным?

15. Что такое государственный эталон единицы величины? Где осуществляется хранение государственных первичных эталонов?

16. Назовите виды вторичных эталонов?

17. Назовите метрологические свойства средств, определяющие область применения средства измерений.

18. На какие группы делятся метрологические характеристики средств измерений?

19. К каким группам метрологических характеристик средств измерений относятся цена деления шкалы измерительного прибора, вариация выходного сигнала, время реакции, максимальная частота (скорость) измерений?

20. В каких документах указываются нормируемые метрологические характеристики средств измерений конкретного типа и вида?