Bledy pomiarowe - dokladnosc miernikow.pdf - metrologia - mariuszwz1

WPROWADZENIE

Wartości błędów narzędzi pomiarowych bardzo rzadko są znane dokładnie. Producenci aparatury

podają jedynie wartości graniczne błędów podstawowych i dodatkowych, gwarantując tym samym, że

przy zachowaniu określonych warunków użytkowania danego narzędzia pomiarowego popełniane nim

błędy nie przekroczą określonych wartości. Błędy podstawowe przyrządów pomiarowych, wzorców

miar i przetworników pomiarowych określają niedokładność wykonanego nimi pomiaru w warunkach

odniesienia. Warunki odniesienia stanowi odpowiedni, znormalizowany, zbiór określonych wartości

wielkości wpływających. Parametrem metrologicznym charakteryzującym przyrząd pomiarowy jest

błąd podstawowy. Błędy podstawowe wielu przyrządów pomiarowych podawane są w postaci

odpowiedniego wskaźnika klasy dokładności.

ANALOGOWE PRZYRZĄDY WSKAZUJĄCE O DZIAŁANIU BEZPOŚREDNIM

W przypadku analogowych przyrządów wskazówkowych, klasa charakteryzuje wartość

graniczną błędu wskazań wyrażoną w procentach wartości umownej. Wartością umowną

może być górna granica zakresu pomiarowego, wartość wskazana, długość podziałki, obszar

pomiarowy. Informacje o rodzaju wartości umownej podawane są na przyrządzie w formie

odpowiedniego symbolu. Dla większości przyrządów pomiarowych wartością umowną jest górna

granica zakresu pomiarowego.

W normie PN-92/E-06501/01 jako warunki odniesienia dla analogowych przyrządów

wskazujących określono m.in. następujące tolerancje dla wielkości wpływających, takich jak:

• temperatura otoczenia 23°± 1° dla przyrządów o wskaźniku klasy <=0,3;

23°± 2° dla przyrządów o wskaźniku klasy <=0,5;

• wilgotność względna 40÷60%;

• pozycja pracy oznaczona( pozioma lub pionowa) ± 1°;

• zewnętrzne pole magnetyczne: całkowity brak

• zewnętrzne pole elektryczne: całkowity brak.

Niezachowanie wartości wpływających w, określonych przez warunki odniesienia, granicach

powoduje powstawanie błędów dodatkowych. Normy definiują dla każdej z możliwych wielkości

wpływających granice nominalnego zakresu użytkowania i dopuszczalny błąd dodatkowy ,

wyrażony w procentach wskaźnika klasy. Przykładowo dla temperatury otoczenia w przedziale

zmian: temperatura odniesienia ±10° dopuszczalny błąd dodatkowy dla przyrządów analogowych

wynosi 100% wskaźnika klasy. Producent musi zatem tak skonstruować przyrząd, aby tych

wartości nie przekroczyć.

Przykład 1: Woltomierz kl.1 i zakresie pomiarowym Uz=10V w żadnym punkcie skali nie powinien

mierzyć z błędem większym niż graniczna wartość:

o ile tylko warunki pracy będą zgodne z warunkami odniesienia ( np. temperatura otoczenia nie

przekroczy zakresu (23±2)°C.

Graniczny błąd względny pomiaru napięcia U, wyraża zależność:

i zależy od wykorzystania zakresu pomiarowego.

Przykład 2 :

Jeśli w czasie pomiaru woltomierz z przykładu 1 wskaże 5,00 V to wartość ta obarczona będzie błędem

granicznym względnym równym ±2%, a wiec 2 razy większym niż wskaźnik klasy.

Pomiar jest tym dokładniejszy im wartość mierzona jest bliższa zakresowi przyrządu. Przyrządy

wielozakresowe mają podziałkę opisaną w działkach od 0 do a max i wynik surowy (ten odczytany z

przyrządu) musi być podany z uwzględnieniem pełnych możliwości rozdzielczości podziałki i ludzkiego

oka.

Źródło: http://www.imc.pcz.czest.pl/imtits/pliki_MiSP/C-01.pdf

Do przeliczenia wychylenia wskazówki przyrządu na wartość mierzoną, np. napięcia, konieczne

jest wyznaczenie stałej tego woltomierza na danym zakresie U z i obliczenie wartości mierzonej

jako:

PRZYRZĄDY CYFROWE

Błędy podstawowe, warunki odniesienia oraz warunki użytkowania i wartości graniczne błędów

dodatkowych są podawane w dokumentacji przyrządu.

W przypadku cyfrowych przyrządów pomiarowych, błąd podstawowy jest sumą dwóch

składników, z których jeden jest addytywny (niezależny od mierzonej wartości X), a drugi

multiplikatywny (proporcjonalny do X). Jeżeli X jest wartością zmierzoną a X z użytym podzakresem

pomiarowym, to całkowita wartość granicznego błędu pomiaru podawana jest w jednej z poniższych

postaci:

( w jednostkach mierzonej wielkości)

W dokumentacji technicznej, informacje o dokładności pomiaru przyrządem cyfrowym podawane są

często w postaci uproszczonej: ±(a % +n); ±(δ p +  d ), np. ±(0,1%+4dgt). Taki zapis należy interpretować

jako sumę błędu równego a[%] wartości mierzonej i błędu, odpowiadającego n - krotnej (4)

rozdzielczości pola odczytowego. (Jeżeli nie ma informacji o wartości tego błędu, należy przyjąć jego

minimalną możliwą wartość, odpowiadającą n=1).

Graniczny błąd względny cyfrowego pomiaru wartości wielkości X wyrażony w %, równy jest, zatem:

Pomiar cyfrowy jest tym dokładniejszy im więcej jest cyfr w wyniku pomiaru.

Przykład 3 . Woltomierzem cyfrowym o błędzie podstawowym ±(0,1%+2dgt), na zakresie pomiarowym

200,0mV zmierzono napięcie 123,4mV. Podać przedział niepewności dla wartości mierzonego napięcia .

Przedział niepewności określa suma dwóch składników:

i błędu odpowiadającego wartości dwóch, najmniej znaczących cyfr wskazania:

Suma obu składników daje wartość = ±0,32mV, którą przy zapisywaniu wyniku pomiaru i jego

niepewności należy zaokrąglić, uwzględniając rozdzielczość przyrządu ±0,1mV. Ostatecznie, zatem

wynik pomiaru zapiszemy jako:

U=(123,4±0,3)mV

Graniczny błąd względny tego pomiaru równy jest:

Przykład 4 :

Woltomierzem cyfrowym o parametrach jak w przykładzie 3 zmierzono wartość napięcia U= 10,2mV.

Obliczyć błąd względny tego pomiaru.

Wartość graniczna błędu względnego jest sumą błędu  p =±0,1% niezależnego od wskazania i błędu ,

(2dgt) równego ±( 0,2mV/10,2mV)·100%=2%.

Tak więc ostatecznie:

Bledy pomiarowe - dokladnosc miernikow.pdf

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: