Метрологические характеристики средств измерений

Средства измерений (СИ) представляют собой технические приспособления, которые имеют нормированные (определенные стандартами) метрологические свойства. Основные группы СИ — меры и эталоны, измерительные приборы (механические и автоматические), а также преобразователи и различные системы. Это сложные устройства, от которых зависит правильность определения значений измеряемой физической величины.

Метрологические характеристики средств измерений влияют на результат проводимых измерений и возникающую при этом погрешность. Они делятся на две группы: те, что определяют область применения СИ и те, что определяют точность результатов.

Характеристики по категориям

Область применения СИ

Диапазон измерений. Значения, в пределах которых находятся допустимые погрешности. Максимальное и минимальное значения диапазона — это соответственно нижний и верхний предел измерений.

Порог чувствительности. Этим термином обозначают наименьшее изменение измеряемой величины, вызывающее заметное изменение выходного сигнала. Например, для чувствительности весов указывают порог чувствительности 10 мг. На практике это означает, что стрелка заметно смещается при изменении массы на 10 мг.

Точность результатов

Два главных свойства, которые касаются точности (вторая группа) — это правильность и прецизионность результатов.

Под правильностью в данном случае понимается степень близости среднего результата измерений к опорному значению.

Прецизионность отражает, насколько результаты близки друг к другу.

Виды погрешностей

Погрешность средства измерений — разница между показаниями СИ и фактическим значением измеряемой величины. За базу для сравнения берут значение, которое в поверочной схеме находится выше, чем СИ, которое подлежит поверке.

Погрешности делят на несколько категорий:

  • по способу выражения — абсолютные или относительные;
  • по характеру проявления — систематические либо случайные;
  • по отношению к условиям применения — основные и дополнительные.

Самые распространенные — метрологические свойства и характеристики средств измерений, которые связаны с абсолютными и относительными погрешностями.

Систематическая погрешность — та, что повторяется или закономерно меняется при повторных измерениях одной и той же величины. Величина систематической погрешности определяет правильность измерений СИ.

Случайная погрешность — та, что появляется без проявления закономерности при проведении серии повторных измерений.

Нормируемые характеристики

Основные метрологические свойства средств измерений определяют исходя из их назначения и условий эксплуатации.

Если СИ предназначено для определения значений с высокой точностью, нормируют десять и более метрологических характеристик — они установлены стандартами технических требований и ТУ. Для разных СИ набор нормируемых характеристик будет разным.

Метрологические характеристики нормируют раздельно для нормальных и рабочих условий применения СИ. Нормальные условия — те, в которых изменения метрологических характеристик связаны с воздействием внешних факторов (магнитными полями, изменениями температурного режима и влажности), которым можно пренебречь.

В рабочих условиях изменения влияющих величин имеют более широкий диапазон, чем в нормальных.

Учесть все нормируемые характеристики необходимо, когда проводятся метрологические измерения высокой точности. Для повседневной производственной практики обычно бывает достаточно более общей характеристики — класса точности.

Класс точности выражается пределами допустимых погрешностей и другими характеристиками, влияющими на точность. Каждому СИ его присваивают в результате приемочных испытаний. Для каждого класса точности устанавливают конкретные требования к метрологическим характеристикам. В совокупности они отражают уровень точности СИ определенного класса.

Исследование метрологических характеристик

Одна из самых востребованных услуг ИЦРМ — исследование метрологических характеристик СИ. Работы необходимы прежде всего для новых (разрабатываемых) и экспериментальных средств измерений.

Установив метрологические характеристики, можно проанализировать показатели конкретных измерительных приборов, улучшить их качество, привести в соответствие с государственными стандартами. Мы также проводим испытания СИ — в результате прибор получает государственный сертификат, подтверждающий, что он соответствует требованиям госстандартов.