Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям - Пронкин Н.С.
ISBN 978-5-98704-267-4
Скачать (прямая ссылка):
143
оценка погрешности даже при тщательном индивидуальном подходе к измерительной модели одного измерения оказывается приближенной. (Индивидуальный подход к оцениванию погрешностей СИ приведен в примерах гл. 9 и 11.)
Однократные измерения с приближенным оцениванием погрешности измерения и технические измерения имеют много общего. Для этих измерений характерно оценивание погрешностей на основе нормативных данных о метрологических свойствах используемых средств измерений данного типа. Метрологические характеристики (MX) индивидуального СИ, как правило, отличаются от нормируемых MX «типового» СИ, и это составляет одну из основных составляющих погрешности однократного измерения. Порядок проведения технических измерений, методика их выполнения, а также методика оценивания погрешностей, как правило, представляется в отдельных документах («Методика выполнения измерений», «Методика оценки погрешности измерения», в технических условиях на СИ, в техническом паспорте или других документах). Важно, что для этого типа измерений все составляющие погрешности определены заранее и в сопроводительной документации на СИ могут быть указаны составляющие погрешности в данных условиях применения. Примеры расчета составляющих погрешностей СИ по их типовым нормируемым MX приведены в гл. 8—10. Здесь рассмотрим примеры оценивания погрешностей технических измерений.
Пример 5.19. Измерение кровяного давления осуществляется с помощью прибора, который состоит из манжета, сдавливающего руку выше локтя при подаче в него воздуха под давлением, измерителя давления и наушников, с помощью которых улавливается появление и пропадание пульсаций, соответствующих верхнему и нижнему кровяному давлению.
В сопроводительной документации описывается порядок и методика проведения измерения, в частности положение руки пациента, порядок повышения и понижения давления в системе прибора, положение глаз измерителя по отношению к показывающему прибору и т.д. При выполнении условий измерений и эксплуатации (температура окружающей среды, статическое положение прибора, атмосферное давление и т.д.) обеспечивается измерение кровяного давления с погрешностью не более ±10 мм рт. ст. Все указанные условия и погрешности указываются в паспорте на данное СИ.
Заметим, что подобные бытовые приборы при их выпуске подвергаются калибровке, поскольку их периодическая поверка не предусмоірена условиями эксплуатации.
144
Пример 5.20. На заводском пульте управления технологическим процессом, как правило, имеется много измерительных приборов. Измерения напряжения или тока осуществляются оператором пульта путем снятия показаний, соответствующих положению стрелки прибора на его шкале. Погрешность измерения при правильном расположении оператора по отношению к шкале прибора (т.е. при отсутствии субъективной погрешности) определяется классом точности прибора. Если, например, класс точности составляет 0,5, то это означает, что максимальная основная погрешность измерения не превышает Ax1n^ = 0,005х, где х — показание прибора. Реально показания снимаются с точностью до 0,2—0,3 деления шкалы.
Погрешность Ахтах учитывает только основную погрешность данного типа СИ. Если на показаниях прибора сказывается режим его подключения к объекту измерения (например, сопротивление нагрузки) или изменение окружающей температуры, то это указывается в документации на пульт управления в виде поправок к показаниям либо в виде соответствующего увеличения погрешности измерения.
Следует отметить, что все приборы на производстве проходят периодическую поверку на соответствие их MX требованиям документации.
Пример 5.21. Приведем пример паспорта на ртутный термометр, предназначенный для технических измерений температуры (тип Б (ТЛ4), группа 4), №1364:
пределы измерения от 50 до 105°С; цена деления 0,1 °С;
предел допускаемых погрешностей показаний ±0,02°С.
Фактические поправки в поверяемых отметках шкалы °С:
Поверямые точки 0 50 70 80 90 100
Поправка +0,05 +0,10 +0,10 +0,10 +0,10 +0,08 -0,05
Положение нулевой точки после +20—0,050C
Гарантийный срок хранения и эксплуатации — 30 месяцев со времени его изготовления. Изготовлен в соответствии с требованиями ГОСТ 215-73.
При однократном измерении, например, температуры около 800C необходимо учитывать, что результат измерения необходимо увеличить на 0,1 °С, а погрешность измерения при этом не будет превышать ±0,02°С.
145
Пример 5.22. Оценить погрешность результата однократного измерения напряжения Uv = 0,9 В на сопротивлении R = 0,4 Ом, выполняемого вольтметром класса точности 0,5 (5СИ = 0,5%) с верхним пределом измерения CZn= 1,5 В и внутренним сопротивлением Ry= 1000 Ом. Из паспортных данных этого вольтметра известно также, что дополнительные погрешности показаний вольтметра из-за влияния магнитного поля и температуры не превышают соответственно 5МП = ±0,75% и 5Г=±0,3% допускаемого предела погрешности вольтметра.
Решение. Как видно из условий примера суммарная погрешность измерения состоит из основной погрешности, обусловленной вольтметром данного типа, методической погрешности, обусловленной взаимодействием между внутренним сопротивлением вольтметра и измеряемым сопротивлением, и дополнительных погрешностей, связанных с влиянием магнитного поля и температуры окружающей среды на показания вольтметра. Все эти пофешности связаны со свойствами СИ — вольтметром.
