Основна і додаткова похибки

Основная инструментальная погрешность находится по классу точности СИ. Наприклад, при нормальних умовах щитовим елек-нітними вольтметром класу точності 1,5 (т. Е. Мають пре-дел основної зведеної похибки # 947; п. що не перевищує ± 1,5%) з діапазоном вимірюваних значень 0. 300 В (нормується-ний значення Хн = 300 В) отримано результат вимірювання дію-ного значення напруги U = 220 В. Потрібно визначити пре-слушні значення абсолютної # 916; і відносної # 948; инструмен-тальних похибок результату вимірювання U.

Оцінимо граничне значення основної абсолютної похибкою-ності # 916 ;:

Граничне значення основної відносної похибки # 948 ;:

# 948; = # 916; 100 / U = ± 4,5 # 903; 100/220 ≈ ± 2,0%.

Впливає величина (ВВ) - це така фізична величина # 946 ;, яка вимірюється в даному експерименті, але впливає на ре-зультат вимірювання або перетворення. Например, в эксперимен-те по измерению тока в электрической цепи некоторые другие физические величины (температура окружающей среды, атмос-ферное давление, относительная влажность воздуха, электричес-кие и магнитные поля, напряжение питания СИ) являются влия-ющими величинами. Звичайно, якщо ми вимірюємо температуру ок-ружа середовища, то температура в даному експерименті є через міряють величина.

• область нормальних значень ВВ (при цьому значення ВВ знаходиться в межах заздалегідь обговорених - нормальних - значень);

• область робочих значень ВВ (при цьому значення ВВ знаходиться в діапазоні своїх робочих значень);

• область значень ВВ, при яких можливі зберігання або транспортування СІ.

З точки зору оцінки інструментальних погрішностей нас цікавлять лише перші дві області (рис. 1.11). Область нормальних значень ВВ зазвичай задається симетричним щодо номінальної-нального значення # 946; 1 ... # 946; 2. В этом диапазоне воз-можных значений ВВ условия применения СИ считаются нор-мальными (НУ) и при этом имеет место только основная погрешность СИ.

Мал. 1.11. Значення впливає величини, умови застосування і похибки засобів вимірювань.

Областю робочих значень називається більш широкий діапа-зон можливих змін ВВ, в якому СІ може нормально використовуватися. Межі цього діапазону задаються нижнім # 946; н і верхнім # 946; в граничними значеннями ВВ, відповідно. У цьому діапазоні значень ВВ умови застосування СІ називаються рабо-чими (РУ) і при цьому має місце не тільки основна, але ще і додаткова похибка. Таким чином, при роботі в преде-лах робочих умов, але за межами нормальних, загальна инстру-ментальна похибка складається вже з основної та дода-чої складових.

Наприклад, для найважливішою практично у всіх вимірювальних експериментах ВВ - температури навколишнього середовища - про-ласть нормальних (дляУкаіни) значень і, отже, нормальних умов застосування СІ в більшості звичайних техні-чеських вимірювальних експериментів становить (20 ± 5) ° С або (20 ± 2) ° С.

Области нормальных значений не являются постоянными, а зависят от особенностей выполняемых измерений, измеряемых величин, классов точности СИ. Наприклад, чим точніше СІ, тим вже необхідний діапазон нормальних температур. Для заходів елект-рического опору вищого класу точності (0,0005; 0,001; 0,002) допустиме відхилення температури від номінального зна-чення становить, відповідно, ± 0,1 ° С; ± 0,2 ° С; ± 0,5 ° С. Для за-рубіжних приладів часто за номінальне приймається значення температури +23 ° С.

Області нормальних значень ВВ в спеціальних вимірах обговорюються окремо в описі СІ або в методиках проведе-ня вимірювань.

Діапазони робочих умов експлуатації для СІ різного на-значення різні. Скажімо, для СІ лабораторного застосування це може бути діапазон температур 0. +40 ° С.

Для СІ промислового застосування області робочих значень ВВ є ширшими, ніж, скажімо, для лабораторні-них СІ. Вимірювальна апаратура військового призначення має ще більш широкі області робочих значень ВВ.

Умови зберігання допускають найбільш широкі діапазони значень ВВ. Наприклад, для основного параметра навколишнього середовища - температури - в паспорті на прилад може бути записи-но: «. діапазон робочих температур: 0. +40 ° С, діапазон температур зберігання: -10. + 60 ° С ».

Зная класс точности, коэффициенты влияния окружающей сре-ды (например, температурный коэффициент), а также коэффици-енты влияния неинформативных параметров измеряемых сигналов (например, частоты периодического сигнала напряжения при из-мерении действующего значения), можно оценить значение допол-нительной погрешности и потім знайти сумарну інструментали-ву, склавши основну і додаткову складові.

Розглянемо приклад знаходження оцінки додаткової складової інструментальної похибки на прикладі впливу тільки однієї (але найважливішою і, на щастя, найбільш легко оп-чати) ВВ - температури. Допустим, после выполнения эк-сперимента по классу точности миллиамперметра найдена его основная инструментальная погрешность # 916; о = ± 1,0 мА; темпера-туру в ході експерименту була зафіксована + 28 ° С. Температур-ний коефіцієнт в паспорті на прилад визначений таким обра-зом: «. додаткова похибка на кожні 10 ° С відхилення від номінальної температури +20 ° С дорівнює основної похибки в межах зміни температури навколишнього середовища від 0 до +50 ° С ». Тоді граничне значення додаткової абсолютної похибкою-ності # 916; д в даному випадку визначається наступним чином: