Классы точности образцовых и рабочих приборов

Средства измерения в метрологии

Метрология представляет собой науку об измерениях, средствах и методах обеспечения их единства, а также способах достижения необходимой точности.

В связи с этим можно выделить три связанные между собой проблемы, которые включает метрология:

• реализация измерительных процессов;
• обеспечение единства данных процессов;
• методы и средства измерений.

Для проведения метрологических измерений применяются следующие технические средства:

• меры;
• измерительные приборы.

Мерами являются средства измерений для воспроизведения заданного размера физической величины (ФВ). Наивысшего порядка точности меры носят название эталонов.

Эталоны обеспечивают воспроизведение и хранение узаконенных единиц физических величин, а также передачу их размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения (СИ).

Образцовыми средствами измерений являются меры, а также измерительные приборы либо преобразователи, которые были утверждены как образцовые для проведения по ним поверки других СИ.

Рабочими средствами измерений являются применяемые для измерений средства, не связанные с передачей размера единиц.

Эталоны

Наивысшей точности средства измерений (эталоны) делятся на категории:

• первичный – государственный, международный;
• вторичный – размер единицы получает непосредственно от первичного для данной единицы;
• сравнения – для сличения эталонов, непосредственно сличить которые друг с другом невозможно по каким-либо причинам (повышенное/пониженное давление, слишком высокая влажность и др.);
• исходный – имеет на предприятии, в лаборатории наивысшие метрологические свойства; от него размер единицы передается подчиненным эталонам, а также средствам измерений;
• рабочий – от него размер единицы передается образцовым средствам измерений, а также наиболее точным рабочим.

Также есть другие категории:

• эталон-свидетель – является вторичным эталоном, который применяется с целью проверки сохранности государственного либо для замены последнего при его порче или утрате;
• эталон-копия – вторичный эталон для передачи размера единицы рабочим эталонам.

 

Это образцовые средства измерений, предназначенные для поверки и градуировки иных СИ. У данных средств измерений погрешность показаний меньше в 2–3 раза, нежели у поверяемого прибора. На образцовые средства измерений выдаются свидетельства, где регистрируется право проведения по ним поверки.

Отличием меры от эталона является то, что она воспроизводит не только единицу физической величины, но также ее дольные и кратные значения. Например, эталонами массы являются килограммовые гири и их копии, а мерами также разновесы (массы других размеров).

В отношении мер существуют различные классы точности, особый из которых – стандартные образцы.

Например, постоянные температуры, при которых вещество переходит в другое состояние, – точки плавления (золота – 1063° C, серебра – 960,8° С, серы – 444,6° С), кипения (кислорода – 182,97° С) и т.д.

Измерительные приборы и установки

На производстве для измерения ФВ применяются рабочие средства измерения – измерительные приборы или измерительные установки.

Измерительный прибор представляет собой СИ, которое предназначено для выработки информации по измерению в доступной для наблюдателя форме. Как правило, данное устройство градуировано непосредственно в единицах измеряемой физической величины.

Измерительная установка – это уже комплекс из нескольких приборов, а также вспомогательных комплектующих.

В то же время граница между прибором и установкой является достаточно условной. К примеру, при измерении температуры с помощью термопары и вольтметра возможно оперировать как понятием «термоэлектрическая установка», так и «электрический термометр» (прибор).

Вас также может заинтересовать:

Источник: http://gauss-instruments.ru/sredstva-izmereniya-v-metrologii/

3.1. Проверка средств электрических измерений

Для обеспечения правильной работы средств измерений они подвергаются испытанием при выпуске из производства и периодическим проверкам во время эксплуатации.

В процессе эксплуатации в приборах возникают различные изменения, повреждения, износ трущихся частей, в результате которых правильность работы приборов нарушается и пользование такими приборами может привести к недопустимым ошибкам. Поэтому через определенные сроки необходимо производить проверку электроизмерительных приборов.

Разнообразие приборов делает невозможным создание единой методики их проверки. Существует ряд стандартов, методических указаний и инструкций, определяющие методы и средства проверки, но среди них выделяется ряд общих положений (правил), к которым относится внешний осмотр прибора, выбор метода проверки, выбор образцовых приборов, проверка показаний приборов.

Конкретный перечень обязательного минимума операций устанавливается в зависимости от назначения прибора, так и для образцовых средств измерений.

Внешний осмотр поверяемого прибора.

Его задачей является определение общего состояния прибора с целью выявления дефектов, которые могли бы препятствовать применению данного прибора независимо от степени правильности его показаний.

Прибор не должен иметь таких дефектов, которые могут привести к ошибкам в измерениях или дальнейшего его порче. Он признается непригодным к применению, если при визуальном осмотре обнаружены следующие дефекты:

• в корпусе или местах соединения отдельных частей имеются щели, через которые может проникнуть пыль в измерительную систему;
• стекло не прочно укрепленное или имеет трещины;
• шкала покороблена, отклеилась или загрязнена;
• внутри прибора находятся отсоединившиеся части или посторонние предметы, обнаруживаемые на слух при наклоне прибора в разные стороны;
• корректор испорчен и не допускает регулировки нулевого положения стрелки;
• стрелка прибора погнута;
• шкала деления разбита явно не в соответствии с характером всей шкалы.

Выбор метода проверки

Выбор метода проверки производится в зависимости от типа, характера конструкции прибора различными способами: сличают показания поверяемого прибора с показаниями образцового прибора при измерении одной и той же величины либо измеряют отдельные параметры данного прибора, определяющие правильность его работы.

Погрешность приборов классов 0,05 – 0,5, пригодных для постоянного тока, проверяют компенсационным методом на постоянном токе.

Погрешность приборов класса 0,1 – 0,5, пригодного для постоянного и переменного тока, производится на постоянном токе компенсационным, а на переменном токе – термоэлектрическим методом.

Погрешность приборов классов 1,0; 1,5; 2,5; 4,0 определяют методом счисления с образцовыми приборами непосредственной оценки или любым более точным методом.

Допускается также поверка всех приборов класса 0,5 методом счисления с образцовым прибором класса 0,1. Поверка рабочих приборов класса 0,5 может производиться методом сличения с образцовым прибором класса 0,2 с длиной шкалы не менее 300 мм при условии введения поправок к показаниям последних.

При выборе образцовых приборов необходимо учитывать ряд общих требований, выполнение которых имеет существенное значение для обеспечения правильности результатов, он должен быть более точным, чем проверяемый. Допускаемая погрешность образцового прибора в том случае, когда поправки к его показаниям не учитываются, должна быть по крайней мере в 5 раз меньше допускаемой погрешности проверяемого прибора.

Возможно применение образцовых приборов с допускаемой погрешностью в 2,5 раза меньше основной погрешности проверяемого прибора. При этом необходимо введение поправок к показаниям образцового прибора во всех случаях, когда погрешности поверяемого прибора отличаются от допускаемых на величину, близкую к допускаемой погрешности образцового прибора.

Применять образцовые приборы с большой допускаемой погрешностью нельзя.

При проверке амперметров и вольтметров методом сличения в качестве образцовых следует применять приборы с допускаемой погрешностью, не превышающей указанной нами. Во всех случаях класс образцового прибора должен быть не ниже определенных значений (табл. 3.2).

Классповеряемого прибора	Класс образцового прибора
без введения поправок	с введением поправок
0,51,01,52,54,0	0,10,20,20,50,5	0,2-0,51,01,0

Применение приборов классов 1,0 и 1,5 в качестве образцовых допущено в виде исключения при поверке приборов на переменном токе повышенной частоты и приборов с малыми пределами измерения.

Поверка амперметров, вольтметров, ваттметров методом счисления проводится, как правило, на переменном токе. На постоянном токе поверяют приборы, предназначенные только для постоянного тока или для постоянного и переменного тока, если отсутствуют соответствующие образцовые приборы переменного тока.

При поверке приборов магнитоэлектрической системы на постоянном токе в качестве образцовых должны применяться приборы этой же системы, при поверке двух других систем и приборы электродинамической или электромагнитной систем.

Допускается применение приборов магнитоэлектрической системы в качестве образцовых для поверки приборов других систем, если источником питания являются аккумуляторные или гальванические батареи.

Конечные значения шкал образцовых приборов и проверяемых приборов должны отличаться не более, чем на 25%. Если отсутствуют образцовые приборы с соответствующим пределом измерения, может быть выбран прибор с более высоким пределом измерения, но по своему классу он должен быть более точным.

Частота переменного тока при поверке должна равняться указанной на приборе; при отсутствии этого указания поверка проводится при частоте 50 Гц. Если на шкале указан диапазон частот, то определить основную погрешность можно при любой частоте этого диапазона.

Приборы, предназначенные для кратковременной или повторно-кратковременной работы, поверяются без предварительного прогрева сразу после включения.

Поверка показаний прибора.

При поверке измерительных приборов выявляются степень точности их показаний. Неточное показания дают неправильное представление измеряемой величине, а следовательно,  о характере работы той или иной электрической установки. Высокая точность соответствует малой погрешности измерений. Определение погрешностей прибора  является основной операцией процесса поверки. Погрешности имеют следующую классификацию:

• абсолютная погрешность Δ определяется как разность между показанием хn прибора и действительным значением х измеряемой величины: Δ=xn-x

• относительная погрешность δ – это отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемой величины: 

• приведенная погрешность измеряется как отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению хN: 

Погрешности определяют при подводе стрелки в каждой поверяемой отметке со стороны больших значений (поверка «вниз по шкале»); при подводе стрелки к каждой поверяемой отметке со стороны меньших значений (поверка «вверх по шкале»).

Погрешности приборов определяют по каждому из двух измерений. Ни одно из значений погрешности , полученное таким образом, не должно превосходить величины допускаемой погрешности для прибора данного класса точности.

Приборы электромагнитной и электродинамической систем без защиты от влияния внешних магнитных полей классов 0,2 – 0,5 поверяют на двух направлениях тока в приборе, причем при каждом направлении проводят поверку вверх и вниз по шкале (всего 4 раза).

Вычислять два ряда погрешностей:

1) для двух поверок «вниз по шкале», где для каждой отметки берется среднее арифметическое из двух значений, полученных при разных направлениях тока в приборе;

2) для двух поверок «вверх по шкале». Для каждой отметки берется среднее арифметическое из двух значений, полученных при разных направлениях тока в приборе.

Для приборов магнитоэлектрической системы изменения направления тока, служащее для исключения внешних магнитных полей, заменяется изменением положения приборов путем поворота его на 180º в горизонтальной плоскости.

При поверке приборов класса 0,5 на постоянном токе методом счисления перемена направления тока производится одновременно как для поверяемого, так и для образцового прибора.

Вариация определяется как  разность действительных значений измеряемой величины при одном и том же показании прибора или как разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемой величины, в том и другом случае при неизменной полярности.

Вариация определяется по результатом основной погрешности. Основная погрешность вычисляется для каждой числовой отметки шкалы поверяемого прибора.

При определении основной погрешности, вариации и невозвращения указателя к нулевой отметки шкалы должны соблюдаться следующие условия:

• все влияющие величины имеют номинальные значения;

• приборы переменного тока, имеющие номинальную область частот, поверяются при двух значениях частоты ƒ1 и ƒ2, причем  , где ƒН, ƒК – нижняя и верхняя границы номинальной области частот;

• прибор устанавливается в рабочее положение; если рабочее положение не указано, переносные приборы поверяются при горизонтальном положении, а щитовые – при вертикальном;

• указатель прибора, установленный корректором до предварительного нагрева (если таковой предусмотрен), не должен во время поверки вновь устанавливаться на эту отметку. Приборы, снабженные регулировочными приспособлениями, предварительно регулируется в соответствии с правилами пользования;

• приборы градуированные с калиброванными проводами, поверяются совместно с последними: приборы, градуированные с определенным сопротивлением соединительных проводов, поверяются совместно с замещающим сопротивлением, равным указанному на шкале прибора.

При поверке приборов определяют:

• абсолютную погрешность Δ;
• относительную погрешность δ;
• приведенную погрешность γ;
• вариацию показаний ξ определяемую по формуле , где П — показание поверяемого прибора; Хn- показание образцового прибора; х- номинальное значение прибора; хв и хн -показания образцового прибора при возрастании и убыва­нии измеряемой величины соответственно.

Основная приведенная погрешность на всех отметках шкалы не должна превышать класса точности приборов.

Вариация показаний не должна превышать абсолютного значения допустимой основной погрешности. Приборы с погрешностью, превышающей допустимую, к эксплуатации не допускаются. Ремонт и поверка таких приборов должны быть произведены в условиях специализированной лаборатории.

Особенности поверки цифровых приборов.

Отличительными свойствами цифровых приборов по сравнению с ана­логовыми является наличие в них процесса квантования из­меряемой величины, сопровождающегося возникновением погрешности квантования (или погрешность дискретности).

Эта погрешность методическая, относится к разряду случайных величин и распределена в некоторых границах равно­мерно. Границы погрешности квантования определяются принципом действия прибора, выбранным диапазоном и количеством разрядов принятого кода.

Иными словами, зна­чение погрешности квантования является заранее известным для данного типа приборов, и его определение при любой поверке не требуется.

ΔП= ΔН+ Δq

где ΔН- инструментальная погрешность прибора, Δq- погрешность квантования.

Реально инструментальная погрешность определяется по формуле

ΔН=М(ΔН)+ΔН

где М(ΔН) и  ΔН, соответственно, систематическая и случай­ная составляющие.

Таким — образом, методика определения погрешности цифрового прибора зависит от соотношения систематической к случайной составляющих инструментальной по­грешности и погрешности квантования.

Соотношение устанавливают либо на основании технической документации, либо экспериментально. В другом случае поверяемый прибор подключают к источнику сигнала или мере.

Если при регулировке входного сигнала (или меры) удается установить такое значение, при котором не наблю­дается изменений показаний в младшем разряде, то случай­ная погрешность прибора мала. Если же это условие невоз­можно выполнить, то случайная погрешность соизмерима с систематической.

В первом случае при определении погреш­ности достаточно производить один отсчет для каждой пове­ряемом точки, во втором — для каждой точки производят де­сять отсчетов.

Источник: http://xn----8sbnaarbiedfksmiphlmncm1d9b0i.xn--p1ai/electro-izmerenya/273-proverka-sredstv-elektricheskih-izmereniy.html

Класс точности

Во время лабораторных измерений требуется знать точность измерительных средств, которые в свою очередь обладают определенными характеристиками и различаются по устройству. Каждое из средств измерения (СИ) имеют определенные неточности, которые делится на основные и дополнительные. Зачастую возникают ситуации, когда нет возможности или просто не требуется производить подробный расчет. Каждому средству измерения присвоен определенный класс точности, зная который, можно выяснить его диапазон отклонений.

Вовремя выяснить ошибки измерительного средства помогут нормированные величины погрешностей. Под этим определением стоит понимать предельные, для измерительного средства показатели.

Они могут быть разными по величине и зависеть от разных условий, но пренебрегать ими не стоит ни в коем случае, ведь это может привести к серьезной ошибке в дальнейшем. Нормированные значения должны быть меньше чем покажет прибор.

Границы допустимых величин ошибок и необходимые коэффициенты вносятся в паспорт каждого замеряющего размеры устройства. Узнать подробные значения нормирования для любого прибора можно воспользовавшись соответствующим ГОСТом.

Класс точности

Класс точности измерительного прибора

Обобщающая характеристика, которая определяется пределами погрешностей (как основных, так и дополнительных), а также другими влияющими на точные замеры свойствами и показатели которых стандартизированы, называется класс точности измерительного аппарата. Класс точности средств измерений дает информацию о возможной ошибке, но одновременно с этим не является показателем точности данного СИ.

Средство измерения – это такое устройство, которое имеет нормированные метрологические характеристики и позволяет делать замеры определенных величин. По своему назначению они бывают примерные и рабочие. Первые используются для контроля вторых или примерных, имеющих меньший ранг квалификации. Рабочие используются в различных отраслях. К ним относятся измерительные:

• приборы;
• преобразователи;
• установки;
• системы;
• принадлежности;
• меры.

На каждом средстве для измерений имеется шкала, на которой указываются классы точности этих средств измерений. Они указываются в виде чисел и обозначают процент погрешности.

Для тех, кто не знает, как определить класс точности, следует знать, что они давно стандартизованы и есть определенный ряд значений.  Например, на устройстве может быть одна из следующих цифр: 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.

Если это число находится в круге, то это погрешность чувствительности. Обычно ее указывают для масштабных преобразователей, таких как:

• делители напряжения;
• трансформаторы тока и напряжения;
• шунты.

Обозначение класса точности

Обязательно указывается граница диапазона работы этого прибора, в пределах которой значение класса точности будет верно.

Те измерительные устройства, которые имеют рядом со шкалой цифры: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5, именуются как прецизионные. Сфера их применения – это точные и особо точные замеры в лабораторных условиях. Приборы с маркировкой 1,0; 1,5; 2,5 или 4,0 называются технические и исходя из названия применяются в технических устройствах, станках, установках.

Возможен вариант, что на шкале такого аппарата не будет маркировки. В такой ситуации погрешность приведенную принято считать более 4%.

Если значение класса точности устройства не подчеркнуто снизу прямой линией, то это говорит о том, что такой прибор нормируется приведенной погрешностью нуля.

Грузопоршневой манометр, класс точности 0,05

Если шкала отображает положительные и отрицательные величины и отметка нуля находится посередине такой шкалы, то не стоит думать, что погрешность во всем диапазоне будет неизменной. Она будет меняться в зависимости от величины, которую измеряет устройство.

Если замеряющий агрегат имеет шкалу, на которой деления отображены неравномерно, то класс точности для такого устройства указывают в долях от длины шкалы.

Возможны варианты измерительных аппаратов со значениями шкалы в виде дробей. Числитель такой дроби укажет величину в конце шкалы, а число в знаменателе при нуле.

Нормирование

Классы точности средств измерений сообщают нам информацию о точности таких средств, но одновременно с этим он не показывает точность измерения, выполненного с помощью этого измерительного устройства. Для того, чтобы выявить заблаговременно ошибку показаний прибора, которую он укажет при измерении люди нормируют погрешности. Для этого пользуются уже известными нормированными значениями.й

Нормирование осуществляется по:

• абсолютной;
• относительной;
• приведенной.

Формулы расчета абсолютной погрешности по ГОСТ 8.401

Каждый прибор из конкретной группы приспособлений для замера размеров имеет определенное значение неточностей. Оно может незначительно отличаться от установленного нормированного показателя, но не превышать общие показатели. Каждый такой агрегат имеет паспорт, в который записываются минимальные и максимальные величины ошибок, а также коэффициенты, оказывающие влияние в определенных ситуациях.

Скачать ГОСТ 8.401-80

Все способы нормирования СИ и обозначения их классов точности устанавливаются в соответствующих ГОСТах.

Виды маркирования

Классы точности абсолютно всех измерительных приборов подлежат маркировке на шкале этих самых приборов в виде числа. Используются арабские цифры, которые обозначают процент нормированной погрешности. Обозначение класса точности в круге, например число 1,0, говорит о том, что ошибочность показаний стрелки аппарата будет равна 1%.

Если в обозначении используется кроме цифры еще и галочка, то это значит, что длина шкалы применяется в роли нормирующего значения.

Существуют аппараты, на шкалах которых нет информации о классе точности. В таких случаях абсолютную следует приравнивать к одной второй наименьшего деления.

Пределы

Как уже говорилось раньше, измерительный прибор, благодаря нормированию уже содержит случайную и систематические ошибки. Но стоит помнить, что они зависят от метода измерения, условий и других факторов. Чтобы значение величины, подлежащей замеру, было на 99% точным, средство измерения должно иметь минимальную неточность. Относительная должна быть примерно на треть или четверть меньше погрешности измерений.

Базовый способ определения погрешности

При установке класса точности в первую очередь нормированию подлежат пределы допустимой основной погрешности, а пределы допускаемой дополнительной погрешности имеют кратное значение от основной. Их пределы выражают в форме абсолютной, относительной и приведенной.

Приведенная погрешность средства измерения – это относительная, выраженная отношением предельно-допустимой абсолютной погрешности к нормирующему показателю. Абсолютная может быть выражена в виде числа или двучлена.

Если класс точности СИ будет определяться через абсолютную, то его обозначают римскими цифрами или буквами латиницы. Чем ближе буква будет к началу алфавита, тем меньше допускаемая абсолютная погрешность такого аппарата.

Класс точности 2,5

Благодаря относительной погрешности можно назначить класс точности двумя способами. В первом случае на шкале будет изображена арабская цифра в кружке, во втором случае дробью, числитель и знаменатель которой сообщают диапазон неточностей.

Основная погрешность может быть только в идеальных лабораторных условиях. В жизни приходится умножать данные на ряд специальных коэффициентов.

Случайные ошибки имеют непредсказуемые значения в результате того, что факторы, оказывающие на них влияние постоянно меняются во времени. Для их учета пользуются теорией вероятности из высшей математики и ведут записи происходивших раньше случаев.

Пример расчета погрешности

Статистическая измерительного средства учитывается при измерении какой-либо константы или же редко подверженной изменениям величины.

Динамическая учитывается при замерах величин, которые часто меняют свои значения за небольшой отрезок времени.

Классы точности болтов

Болты и другие крепежные изделия изготавливают нескольких классов:

• грубой (С);
• нормальной (В);
• повышенной (А).

Каждый из них имеет свои допуски измеряемой величины, отличные от остальных и применяется в различных сферах.

Крепеж  С используют в отверстиях с диаметром немногим больше диаметра болта (до 3мм). Болты без труда устанавливаются, не отнимая много времени на работу. Из минусов стоит отметить то, что при физическом воздействии на такой крепеж, болтовое соединение может сместиться на несколько миллиметров.

Крепеж В подразумевает использование болтов, диаметр которых меньше отверстия в пределах 1-1,5 мм. Это позволяет конструкции меньше подвергаться смещениям и деформациям, но повышаются требования к изготовлению отверстий в креплениях.

Гайки шестигранные класса точности В

Класс точности присутствует в описании всех измерительных приборов и является одной из самых важных характеристик. Чем выше его значение, тем более дорогостоящий будет прибор, но в то же время он сможет предоставить более точную информацию. Выбор стоить делать исходя из сложившейся ситуации и целей в которых будет использоваться такое средство. Важно понимать, что в некоторых ситуациях экономически выгодно будет приобрести дорогостоящее сверхточное оборудование, чтобы в дальнейшем сберечь деньги.

, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

Источник: http://StankiExpert.ru/tehnologii/klass-tochnosti.html