Применение УВМ при автоматизации сортовых прокатов (стр. 4 из 17)

Для средств измерений, у которых нормируется приведенная или относительная погрешность, класс точности обозначается числами и существует связь между обозначением класса точности и конкретным значением предела допускаемой погрешности.

При выражении предела допускаемой основной погрешности в форме приведенной погрешности класс точности обозначается числами, которые равны этому пределу, выраженному в процентах. При этом обозначение класса точности зависит от способа выбора нормирующего значения. Если нормирующее значение выражается в единицах измеряемой величины, то класс точности обозначается числом, совпадающим с приведенной погрешностью. Например, если v=1,5%, то класс точности обозначается 1,5 (без кружка). Если нормирующее значение принято равным длине шкалы или ее части, то обозначение класса точности (пpи v==l,5 %) будет иметь вид 1,5 (в кружке).

При выражении предела допускаемой основной погрешности в форме относительной погрешности необходимо руководствоваться следующим.

Предел допускаемой относительной погрешности согласно выражению (6)

(10)

где

— предел допускаемой абсолютной погрешности;

Х — измеренное значение.

В том случае, когда предел относительной погрешности остается постоянным во всем диапазоне измерений выражение (10) имеет вид:

(11)

где с – постоянное число.

Если же предел относительной погрешности изменяется, то

(12)

где с и d—постоянные числа, причем с—численно равно относительной погрешности на верхнем пределе измерения, ad—численно равно погрешности на нижнем пределе измерения, выраженной в процентах от верхнего предела;

—конечное значение диапазона измерений.

В первом случае число, обозначающее класс точности и предел допустимой основной погрешности, выраженной в процентах, совпадают. Это число заключается в кружок.

Во втором случае в обозначение точности входят два числа, которые разделяются косой чертой (первое с, второе d). Например, 0,02/0,01, без кружка.

Погрешности ряда средств электрических измерений нормируются по двухчленной формуле вида:

(13)

где е и f—постоянные числа ( е=с-d; f=d

)

В этом случае в условное обозначение класса точности входит только число е, которое заключают в кружок. Таким образом, обозначение класса точности не отличается от случая с постоянной относительной погрешностью.

Пример 2. Основная погрешность потенциометра постоянного тока в диапазоне 0—50 мВ нормируется по формуле

где

—показания потенциометра, мВ.

Условное обозначение класса точности —0,05 (в кружке). Предел допускаемой погрешности: в конце диапазона измерения для этого прибора

в середине диапазона

Таким образом, фактическая относительная погрешность потенциометра значительно превышает число, указанное в условном обозначении класса точности. Поэтому при проверке приборов, погрешности которых нормированы по Двухчленным формулам, следует во избежание ошибок особенно внимательно относиться к анализу погрешности образцовых и рабочих средств измерений. Примеры обозначений класса точности средств измерений представлены в табл. 1.

Применяются и другие обозначения класса точности. В эксплуатационной документации на средства измерений указываются государственные или отраслевые стандарты, в соответствии с которыми установлен класс точности.

По классу точности прибора можно определить его допустимые погрешности

и

Для приборов с нулем в начале шкалы абсолютная основная погрешность

(14)

где К—класс точности прибора;

—нормирующее значение, равное верхнему пределу показаний прибора.

Тогда, согласно выражению (7), приведенная основная погрешность прибора

(15)

Для приборов, имеющих шкалу «с подавленным нулем», необходимо дополнительно учитывать погрешность показаний на начальной отметке шкалы. Для таких приборов абсолютная основная погрешность

(16)

где Е—диапазон шкалы прибора; Д—диапазон «подавления» (нижний предел измерения); d—значение поправки на «подавление нуля» (для приборов классов 0,5 и 1,0 d=±0,15; для класса 1,5- d=± 0,25).

Заменяя в выражении (7)

на Е, получим, что для приборов с «подавленным нулем» приведенная основная погрешность определяется следующим образом;

(17)

или

(18)

Таким образом, для этого типа приборов численное значение приведенной основной погрешности будет превышать число, указанное в условном обозначении класса точности на величину dД/Е.

Пример 3. Определить погрешность потенциометра типа КСП3-П класса точности 1,5 для измерения температуры, имеющего шкалу +300¸1600 °С. По (16) находим, что абсолютная основная погрешность на всех точках шкалы не должна превышать значения

Приведенная основная погрешность согласно выражению (17)

или по формуле (18)

Пример 4. Определить погрешность вторичного прибора типа КСДЗ класса точности 1,0 для измерения расхода со шкалой 0—400

. Согласно (14) определяем абсолютную основную погрешность:

.

Приведенная погрешность по формуле (15)

=±K=±l,0 %.

Вариацией показаний прибора называется разность между значениями отдельных показаний прибора, соответствующих одному и тому же значению измеряемой величины, полученных при приближении к нему как от меньших значении к большим, так и от больших к меньшим. Вариация показаний определяется одновременно с основной погрешностью как разность действительных значений измеряемой величины (по показаниям образцового прибора), соответствующих одной и той же отметке шкалы поверяемого прибора сначала при увеличении (прямое направление), а затем при уменьшении (обратное направление) значения измеряемой величины. При нескольких подходах к данной точке диапазона измерений в каждом из двух направлениях вариация определяется как средняя разность.

Вариация обычно выражается в процентах от принятого нормирующего значения

где - значения измеряемой величины при прямом и обратном направлениях подхода к данной точке измерения; —нормирующее значение,

Вариация показаний вызывается появлением трения в опорах, люфтами, износом кернов, подпятников и др.

Вариация показаний не должна превышать 0,2 % для приборов класса точности 0,25 и выше и половины допустимого значения основной погрешности для приборов остальных классов точности.

Измерительные приборы характеризуются также и чувствительностью, под которой понимается отношение изменения сигнала на выходе измерительного приборак вызывающему его изменению измеряемой величины. Иногда чувствительностью называют величину перемещения указателя прибора при изменении измеряемой

Таблица 1. Примеры обозначения класса точности средств измерений.

Форма выражения погрешности	Предел допускаемой основной погрешности (форма представления)	Предел допускаемой основной погрешности, %	Обозначение класса точности
			в документации	На средствах измерения
Приведенная	По формуле (7), если нормирующее значение определяется в единицах измеряемой величины	±1.0	Класс точности 1.0	1.0
	То же, если нормирующее значение определяется длиной шкалы или ее пасти	±0,25	Класс точности 0,25	0,25
Относительная	По формуле (11)	±0,2	Класс точности 0,2	0,2 (в кружке)
	По формуле (12)		Класс точности 0,02/0,01	0,02/0,01
Абсолютная	По формуле Dg =±а или Dg =±(а+bХ), где Dg — предел допускаемой абсолютной основной погрешности; Х — значение измеряемой величины; а и b — положительные числа, не зависящие от Х.	__	Класс точности М	М

величины на единицу (например, 2 мм/град или 1° дуги/град). Чувствительность не связана с величиной погрешности прибора. Иногда высокочувствительные приборы могут иметь большую погрешность, а прибор с малой чувствительностью— высокую точность измерений.