Классы точности наносят на

Класс точности — обобщённая характеристика средств измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также рядом других свойств, влияющих на точность осуществляемых с их помощью измерений.

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, 0,05 или 4,0. Это число дает максимально возможную погрешность прибора, выраженную в процентах от наибольшего значения величины, измеряемой в данном диапазоне работы прибора. Так, для вольтметра, работающего в диапазоне измерений 0—30 В, класс точности 1,0 определяет, что указанная погрешность при положении стрелки в любом месте шкалы не превышает 0,3 В.

Относительная погрешность результата, полученного с помощью указанного вольтметра, зависит от значения измеряемого напряжения, становясь недопустимо высокой для малых напряжений. При измерении напряжения 0,5 В погрешность составит 60 %. Как следствие, такой прибор не годится для исследования процессов, в которых напряжение меняется на 0,1—0,5 В.

Обычно цена наименьшего деления шкалы стрелочного прибора согласована с погрешностью самого прибора. Если класс точности используемого прибора неизвестен, за погрешность s 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.

Следует иметь в виду, что понятие класса точности встречается в различных областях техники. Так, в станкостроении имеется понятие класса точности металлорежущего станка, класса точности электроэрозионных станков (по ГОСТ 20551).

Обозначения класса точности могут иметь вид заглавных букв латинского алфавита, римских цифр и арабских цифр с добавлением условных знаков. Если класс точности обозначается латинскими буквами, то класс точности определяется пределами абсолютной погрешности. Если класс точности обозначается арабскими цифрами без условных знаков, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности и в качестве нормирующего значения используется наибольший по модулю из пределов измерений. Если класс точности обозначается арабскими цифрами с галочкой, то класс точности определяется пределами приведённой погрешности, но в качестве нормирующего значения используется длина шкалы. Если класс точности обозначается римскими цифрами, то класс точности определяется пределами относительной погрешности.

Аппараты с классом точности 0,5 (0,2) проходят метрологические испытания с 5 % загрузки, а 0,5s (0,2s) уже с 1 % загрузки. [1]

Читайте также:  Лазерный уровень для работы на улице

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:

δ = Δ / х = ± [c + d·(|х_к / х| — 1)] =

• 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.

Для различных условий эксплуатации средств измерений в рамках одного и того же класса точности допускается устанавливать различные рабочие области влияющих величин.

Предел допускаемой вариации выходного сигнала следует устанавливать в виде дольного (кратного) значения предела допускаемой основной погрешности или в делениях шкалы.

Пределы допускаемой нестабильности, как правило, устанавливают в виде доли предела допускаемой основной погрешности.

Пределы допускаемых погрешностей должны быть выражены не более чем двумя значащими цифрами, причем погрешность округления при вычислении пределов должна быть не более 5% .

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 :

Форма выражения погрешности	Примечание
на средстве измерений	в документации
0,5	Класс точности 0,5	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	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 .

При высокоточных лабораторных измерениях предполагается строгое нормирование метрологических характеристик средства измерений (диапазон измерений, предел измерения, цена деления шкалы, чувствительность и др.). Основная метрологическая характеристика СИ – погрешность СИ – есть разность между показаниями СИ и истинными (действительными) значениями ФВ. Все погрешности СИ в зависимости от внешних условий делятся на основные и дополнительные .

При технических измерениях, когда не предусмотрено выделение случайных и систематических составляющих, когда не существенна динамическая погрешность СИ, когда не учитываются влияющие (дестабилизирующие) факторы и т.д., можно пользоваться более грубым нормированием – присвоением СИ определенного класса точности по ГОСТ 8.401-80.

Класс точности — это обобщенная метрологическая характеристика СИ, определяемая предельными значениями допустимых основной и дополнительной погрешностей в рабочих диапазонах влияющих величин. Например, для основного параметра окружающей среды — температуры — в паспорте на прибор может быть записано: «. диапазон рабочих температур:0. +40 0 С, диапазон температур хранения: -10. +60 0 С». Класс точности СИ уже включает систематическую и случайную погрешности. Однако он не является непосредственной характеристикой точности измерений, выполняемых с помощью этих СИ, поскольку точность измерения зависит как от метода измерения, так и условий измерения. В частности, чтобы измерить величину с точностью до 1%, выбранное СИ должно обладать гораздо меньшей погрешностью. Для гарантированной заданной или расчетной погрешности измерений δ_из относительная погрешность СИ δ_СИ должна быть на 25%-30% ниже чем δ_и (т.е. δ_си=0,7 δ_из). Определяя класс точности, нормируют, прежде всего пределы допустимой основной погрешности δ_осн. Пределы допускаемой дополнительной погрешности устанавливают в виде дольного (кратного) значения ( δ_осн). Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают в форме абсолютной (), относительной (δ) или приведенной () погрешностей.

Приведенной погрешностью СИ (прибора) называют относительную погрешность, определяемую по формуле:

где — предельно допустимая (максимальная) абсолютная погрешность СИ, а Х_н — нормирующее значение (чаще всего в качестве Х_н выбирается верхний или конечный предел диапазона измерения прибора Х_к).

ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования» в качестве основных устанавливает три вида классов точности СИ:

1) для пределов допускаемой абсолютной основной погрешности в единицах измеряемой величины или делениях шкалы;

2) для пределов допускаемой относительной погрешности в виде ряда чисел

где А=1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; n= 1; 0; -1; -2; -3.

3) для пределов допускаемой приведенной погрешности с тем же рядом чисел γ=±А10 n . Например для класса точности 0,05 , А=5, n= -2. При этом проценты в обозначении класса точности не указываются;

Абсолютная погрешность может выражаться одним числом =а при аддитивном характере погрешности (ширина коридора значений не изменяется во всем измеряемом диапазоне значении Х, см. рисунок 2а), или двучленом Δ=(а+bх) при совместном проявлении аддитивной и мультипликативной составляющих, либо в виде таблицы (графика функции) при нелинейном изменении границ абсолютной погрешности (например, табл.1).

Пределы допускаемой абсолютной погрешности вольтметра М-366