Что такое класс точности прибора

Что означает класс точности измерительного прибора

Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.

Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности . Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.

Погрешности отдельных измерительных приборов данного типа могут быть различными, иметь отличающиеся друг от друга систематические и случайные составляющие, но в целом погрешность данного измерительного прибора не должна превосходить нормированного значения. Границы основной погрешности и коэффициентов влияния заносят в паспорт каждого измерительного прибора.

Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.

На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.

Если обозначаемое на шкале значение класса точности обведено кружком, например 1,5, это означает, что погрешность чувствительности δ s =1,5%. Так нормируют погрешности масштабных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения и т. п.).

Это означает, что для данного измерительного прибора погрешность чувствительности δ s= d x/x — постоянная величина при любом значении х. Граница относительной погрешности δ (х) постоянна и при любом значении х просто равна значению δ s, а абсолютная погрешность результата измерений определяется как d x= δ sx

Для таких измерительных приборов всегда указывают границы рабочего диапазона, в которых такая оценка справедлива.

Если на шкале измерительного прибора цифра класса точности не подчеркнута, например 0,5, это означает, что прибор нормируется приведенной погрешностью нуля δ о=0,5 %. У таких приборов для любых значений х граница абсолютной погрешности нуля d x= d о=const, а δ о= d о/хн.

При равномерной или степенной шкале измерительного прибора и нулевой отметке на краю шкалы или вне ее за хн принимают верхний предел диапазона измерений. Если нулевая отметка находится посредине шкалы, то хн равно протяженности диапазона измерений, например для миллиамперметра со шкалой от -3 до +3 мА, хн= 3 — (-3)=6 А.

Однако будет грубейшей ошибкой полагать, что амперметр класса точности 0,5 обеспечивает во всем диапазоне измерений погрешность результатов измерений ±0,5 %. Значение погрешности δ о увеличивается обратно пропорционально х, то есть относительная погрешность δ (х) равна классу точности измерительного прибора лишь на последней отметке шкалы (при х = хк). При х = 0,1хк она в 10 раз больше класса точности. При приближении х к нулю δ (х) стремится к бесконечности, то есть такими приборами делать измерения в начальной части шкалы недопустимо.

На измерительных приборах с резко неравномерной шкалой (например на омметрах) класс точности указывают в долях от длины шкалы и обозначают как 1,5 с обозначением ниже цифр знака «угол».

Если обозначение класса точности на шкале измерительного прибора дано в виде дроби (например 0,02/0,01), это указывает на то, что приведенная погрешность в конце диапазона измерений δ прк = ±0,02 %, а в нуле диапазона δ прк = -0,01 %. К таким измерительным приборам относятся высокоточные цифровые вольтметры, потенциометры постоянного тока и другие высокоточные приборы. В этом случае

δ (х) = δ к + δ н (хк/х — 1),

где хк — верхний предел измерений (конечное значение шкалы прибора), х — измеряемое значение.

Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика

Глава 3. Электрические измерения и приборы

Следует отметить, что по относительным погрешностям оцени­вать точность, например, стрелочных измерительных приборов, весьма неудобно, так как для них абсолютная погрешность вдоль всей шкалы практически постоянная, поэтому с уменьшением зна­чения измеряемой величины растет относительная погрешность (1). Рекомендуется при работе со стрелочными приборами выбирать пределы измерения величины так, чтобы не пользоваться началь­ной частью шкалы прибора, т.е. отсчитывать показания по шкале ближе к ее концу. Точности измерительных приборов оценивают по приведенным погрешностям, т. е. по выраженному в процентах отношению абсо­лютной погрешности к нормирующему значению A_Н:Нормирующим значением измерительного прибора называется ус­ловно принятое значение измеряемой величины, могущее быть рав­ным верхнему пределу измерений, диапазону измерений, длине шкалы и др. Погрешности приборов подразделяют на основную, присущую прибору при нормальных условиях применения вследствие несовер­шенства его конструкции и выполнения, и дополнительную, обусловленную влиянием на показания прибора различных внешних фак­торов. Нормальными рабочими условиями считают температуру окружающей среды 20±5°С при относительной влажности воздухе 65±15%, атмосферном давлении 750±30 мм.рт.ст., в отсутствие вне­шних магнитных полей, при нормальном рабочем положении прибора и т. д. В условиях эксплуатации, отличных от нормальных, в электроизмерительных приборах возникают дополнительные погрешности, которые представляют собой изменение действительного значения меры (или показания прибора), возникающее при отклонении одного из внешних факторов за пределы, установленые для нормальных условий. Допустимое значение основной погрешности эпектроизмерительного прибора служит основанием для определения его класса точности. Так, электроизмерительные приборы по степени точности подразделяются на восемь классов: 0.05; 01; 0.2; 0.5; 1.0; 1.5; 2.5; 4.0, причем цифра, обозначающая класс точности, указывает на наибольшее допустимое значение основной погрешности прибора (в процентах). Класс точности указывается на шкале каждого измерительного прибора и представляет собой жирно выделенную или об­веденную кружком цифру. Шкалу прибора разбивают на деления. Цена деления (или постоянная прибора) есть разность значений величины, которая соответствует двум соседним отметкам шкалы. Определение цены деления, например вольтметра и амперметра, производят следующим образом: С_U = U_H / N — число вольт, приходящееся на одно деление шкалы; C_I = I_H / N — число ампер, приходящееся на одно деление шкалы; N— число делений шкалы соответствующего прибора. Но иногда встречаются приборы с неравномерно разбитой по делениям шкалой, цену деления нужно определять на участке шкалы, например, цену маленьких делений определяют на участке между большими делениями с цифровой разметкой. Важной характеристикой прибора является чувствительностьS, которую, например, для вольтметра S_U амперметра S_I определя­ют следующим образом: S_U = N /U_H — число делений шкалы, при­ходящееся на 1 В; S_I = N / I_H — число делений шкалы, приходящее­ся на 1 А. Другой важной метрологической характеристикой прибора явля­ется его надежность — способность сохранять заданные характери­стики при определенных условиях работы в течение заданного вре­мени. Количественной мерой надежности является вероятность безотказной работы (ВБР) — вероятность того, что в течение опре­деленного времени Тнепрерывной работы не произойдет ни одно­го отказа. Так, амперметры и вольтметры типа Э8027 имеют мини­мальное значение ВБР 0,96 за 2000 ч непрерывной работы. Иными словами, из 100 таких приборов за 2000 часов непрерывной работы лишь 4 будут нуждаться в ремонте. 3.4. Классификация электроизмерительных приборов и технические требования,предъявляемые к ним Электроизмерительные приборы классифицируют по различным признакам. По роду измеряемой величины электроизмерительные приборы подразделяют на амперметры, вольтметры, ваттметры, счетчики электрической энергии, фазометры, частотомеры, омметры и т.д. Условное обозначение по роду измерительной величины (табл. 3.1) наносится на лицевую сторону прибора. На шкалах электроизмерителных приборов указывают также условные обозначения, отражающие род измеряемого тока, класс точности прибора, испытательного напряжения изоляции, рабочего положения прибора и т.д..(табл. 3.2). Измерительные приборы бывают аналоговыми и цифровыми. Аналоговыминазывают измерительные приборы, показания которых являют непрерывной функцией измеряемой величины. Цифровыми называют измерительные приборы, показания которых выражены в цифровой форме. В зависимости от вида получаемой информации измерительные приборы подразделяют на показывающие, интегрирующие, суммирующие (табл 3.3).

• « Предыдущая
• 1
• 2
• 3
• 4
• 5
• Следующая »

Класс точности

Класс точности – это основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

Погрешность может нормироваться, в частности, по отношению к:

• результату измерения (по относительной погрешности), в этом случае, по ГОСТ 8.401-80 (взамен ГОСТ 13600-68), цифровое обозначение класса точности (в процентах) заключается в кружок.
• длине (верхнему пределу) шкалы прибора (по приведенной погрешности)

Для стрелочных приборов принято указывать класс точности, записываемый в виде числа, например, 1,5 или 2,5. Это число даёт максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора. Например, для манометра ДМ 93-100-1-М, работающего в диапазоне измерений 0-10 кгс/см 2 , класс точности 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,1 кгс/см 2 . Относительная погрешность результата зависит от значения измеряемого давления, становясь недопустимо высокой для малых давлений. Конкретно в данном случае это означает, что таким манометром не следует пытаться измерить давление, меняющееся в диапазоне 0,01..0,2 кгс/см 2 , точного результата не получить.

Обычно цена наименьшего деления шкалы стрелочного прибора согласована с погрешностью самого прибора. Если класс точности используемого прибора неизвестен, за погрешность прибора всегда принимают половину цены его наименьшего деления. Понятно, что при считывании показаний со шкалы нецелесообразно стараться определить доли деления, так как результат измерения от этого не станет точнее.

У манометров, которые мы предлагаем, на цифеблатах нанесена круговая шкала в соответствии с ГОСТ 2405-88. Пределы допускаемой приведённой основной погрешности выражены в процентах от дипапзона измерений: ±0,15%; ±0,25%; ±0,4%; ±0,6%; ±1%; ±1,5%; ±2,5%; ±4%. Класс точности выбирается из ряда 0,15; 0,25; 0,4; 0,6; 1; 1,5; 2,5; 4, в соответствии с пределами допускаемой приведённой основной погрешности.

Класс точности у обычных технических показывающих манометров с диаметром шкалы 40; 50 мм, как правило, 2,5 или 4. У манометров с диаметром шкалы 60 (63) мм 1,5; 2,5 или 4. У манометров со шкалами 100 и 150 (160) мм класс точности 1,5 или, под заказ, 1. Классы точности 0,4; 0,6 характерны для манометров точных измерений, а 0,15; 0,25 – для манометров образцовых.

Исходя из вышеизложенного, можно ответить на вопрос «какой класс точности выше, 1 или 1,5?», что выше класс точности 1.

Класс точности средств измерений

Класс точности СИ — обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.

• Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке (по результатам приемочных испытаний). В связи с тем что при эксплуатации их метрологические характеристики обычно ухудшаются, допускается понижать класс точности по результатам поверки (калибровки). Таким образом, класс точности позволяет судить о том, в каких пределах находится погрешность измерений этого класса. Это важно знать при выборе СИ в зависимости от заданной точности измерений.
• Классы точности конкретного типа СИ устанавливают в НД. При этом для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам, в совокупности отражающим уровень точности СИ данного класса. эталон единицы величины — техническое средство, предназначенное для воспроизведения, хранения и передачи единицы величины.
• Средствам измерений с двумя или более диапазонами измерений одной и той же физической величены допускается присваивать два или более класса точности. Средствам измерений, предназначенным для измерений двух или более физических величин, допускается присваивать различные классы точности для каждой измеряемой величины. С целью ограничения номенклатуры средтсв измерений по точности для СИ конкретного вида устанавливают ограниченное число классов точности, определяемое технико-экономическими обоснованиями.
• Классы точности цифровых измерительных приборов со встроенными вычислительными устройствами для дополнительной обработки результатов измерений устанавливают без учета режима обработки .

Способы нормирования и формы выражения метрологических характеристик

Пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей следует выражать в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения средств измерений конкретного вида. Пределы допускаемой дополнительной погрешности допускается выражать в форме, отличной от формы выражения пределов допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемой основной погрешности устанавливают в последовательности, приведенной ниже:

Устанавливаются пределы допускаемой абсолютной погрешности по формуле:

Δ = ± а или Δ = ± (а + b·x)

• где Δ — пределы допускаемой абсолютной основной погрешности (в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы)
• х — значение измеряемой величины,
  а, b — положительные числа, не зависящие от х.

Устанавливаются пределы допускаемой приведенной основной погрешности по формуле:

γ = Δ / Хn = ± p

• где γ — пределы допускаемой приведенной основной погрешности в %,
• Δ — пределы допускаемой абсолютной погрешности,
• p — положительное число, выбираемое из ряда 1·10 n , 1,5·10 n , (1,6·10 n )*, 2·10 n , 2,5·10 n , (3·10 n )*, 4·10 n , 5·10 n , 6·10 n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.) * не устанавливается для вновь разрабатываемых средств измерений,
  для средств измерений конкретного типа допускается устанавливать не более пяти различных пределов допускаемой основной погрешности при одном и том же значении степени n .

Устанавливается нормируещее занчение Хn

• Для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение измеряемого параметра находся на краю или вне диапазона измерений нормирующее значение устанавливается равным большему из пределов измерений. Для средств измерений, нулевое значение измеряемого параметра которых находится внутри диапазона измерений, нормирующее значение устанавливается раным большему из модулей пределов 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 измереинй.
• 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 её части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае пределы абсолюной погрешности выражают, как и длину шкалы, в единицах длины.

Устанавливаются пределы допускаемой относительной основной погрешности по формуле:

• где с = b + d; d = a / |х_к|
  δ — пределы допускаемой относительной основной погрешности в %,
  Δ — пределы допускаемой абсолютной основной погрешности (в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы)
  х — значение измеряемой величины,
  х_к — наибольший (по модулю) из пределов измерений,
  а, b — положительные числа, не зависящие от х.
  q, c, d — положительное число, выбираемое из ряда 1·10 n , 1,5·10 n , (1,6·10 n )*, 2·10 n , 2,5·10 n , (3·10 n )*, 4·10 n , 5·10 n , 6·10 n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.)
  * не устанавливается для вновь разрабатываемых средств измерений,
  для средств измерений конкретного типа допускается устанавливать не более пяти различных пределов допускаемой основной погрешности при одном и том же значении степени n.
  В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной оснвоной погрешности устанавливают по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы.
  В стандартах или технических условиях на средтсва измерений должно быть установлено минимальное значение х, начиная от которого применим принятый способ выражения пределов допускаемой относительной погрешности.
  Соотношение между числами с и d устанавливаются в стандартах на средства измерений конкретного вида .

Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают одним из следующих способов:

• • в виде постоянного значения для всей рабочей области влияю-щей величины или в виде постоянных значений по интервалам рабочей области влияющей величины;
  • путем указания отношения предела допускаемой дополнительной погрешности, соответствующего регламентированному интервалу влияющей величины, к этому интервалу;
  • путем указания зависимости предела допускаемой дополнительной погрешности от влияющей величины (предельной функции влияния);
  • путем указания функциональной зависимости пределов допускаемых отклонений от номинальной функции влияния.

  

  Обозначение классов точности средств измерений в документации :

  • Для средств измерений пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей или относительных погрешностей, причем последние установлены в виде графика, таблицы или формулы, классы точности в документации обозначаются прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами.
  • В необходимых случаях к обозначению класса точности буквами латинского алфавита добавляют индексы в виде арабской цифры. Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, соответствуют буквы, находящиеся ближе к началу алфавита, или цифры, означающие меньшие числа.
  • Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме приведенной погрешности или относительной погрешности в соответствии с формулой δ = Δ / х = ± q, классы точности в документации следует обозначаются числами, которые равны этим пределам погрешности, выраженными в процентах. Обозначение класса точности таким образом, дает непосредственное указание на предел допускаемой основной погрешности.
  • Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме относительных погрешностей в соответствии с формулой δ = ± [c + d·(|х_к / х| — 1)], классы точности в документации обозначаются числами с и d, разделенных косой чертой.
  • В документации на средства измерений допускается обозначать классы точности так же, как на средтсвах измерений.
  • В эксплуатационной документации на средство измерений конкретного вида, содержащей обозначение класса точности, содержится ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности этого средства измерений .

  

  Обозначение классов точности на средствах измерений :
  

  • Условные обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений.
  • При указании классов точности на измерительных приборах с существенно неравномерной шкалой, для информации, дополнительно указываются пределы допускаемой основной относительной погрешности для части шкалы, лежащей в пределах, отмеченных специальными знаками (например точками или треугольниками). К значению предела допускаемой относительной погрешности в этом случае добавляют знак процента и помещают в кружок. Обращаем ваше внимание на то, что этот знак не является обозначением класса точности.
  • Обозначение класса точности допускается не наносить на высокоточные меры, а также на средства измерений, для которых действующими стандартами установлены особые внешние признаки, зависящие от класса точности, например параллелепипедная и шестигранная форма гирь общего назначения.
  • За исключением технически обоснованных случаев, вместе с условным обозначением класса точности на циферблат, щиток или корпус средств измерений наносится обозначение стандарта или технических условий, устанавливающих технические требования к этим средствам измерений.
  • На средства измерений, для одного и того же класса точности которых в зависимости от условий эксплуатации установлены различные рабочие области влияющих величин, наносятся обозначения условий их эксплуатации, предусмотренные в стандартах или технических условиях на эти средства измерений .

  

  Расшифровка обозначений классов точности на средствах измерений :
  

  Обозначение класса точности		Форма выражения погрешности	Пределы допускаемой основной погрешности	Примечание
  на средстве измерений	в документации
  0,5	Класс точности 0,5	Приведенная	γ = ±0,5%	нормирующее значение выражено в единицах измеряемой величины
  Класс точности 0,5	γ = ±0,5%		нормирующее значение принято равным длине шкалы или её части
  Класс точности 0,5	Относительная	δ = ±0,5%	δ = Δ / х
  0,02/0,01		Класс точности 0,02/0,01	δ = ±[0,02 + 0,01·(|хк / х| — 1)] %	δ = ±[c + d·(|хк / х| — 1)]

  

  Класс точности хотя и характеризует совокупность метрологических свойств данного средства измерений, однако не определяет однозначно точность измерений, так как последняя зависит от метода измерений и условий их выполнения .

  Похожие публикации:

  1. Межфазное напряжение в трехфазной цепи 380
  2. Модификатор array в 3ds max
  3. Можно ли сверлить потолок в квартире
  4. Термистор и позистор в чем разница