Определение класса точности измерительного прибора

Класс точности

Определение класса точности измерительного прибора

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.

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.

Латинские буквы для обозначения применяются если он определяется пределами абсолютной погрешности.

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

Читайте также  Проверка коммутационных аппаратов и приборов

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.

Дополнительная случается в результате изменений величин, которые каким-либо образом влияют на измерения (например температура или влажность). Выход за установленные пределы можно выявить, если сложить все дополнительные погрешности.

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

Крепеж А создается по проекту. Диаметр болта такого типа, меньше диаметра отверстия максимум на 0,3 мм и имеет допуск только со знаком минус. Это делает крепеж неподвижным, не позволяет происходить смещению узлов. Изготовление болтов А-класса стоит дороже и не всегда используется в производстве.

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.

Источник: https://stankiexpert.ru/tehnologii/klass-tochnosti.html

Как определить класс точности манометра

Определение класса точности измерительного прибора

Манометр — измерительный прибор, который позволяет установить значение избыточного давления, действующего в трубопроводе или в рабочих частях различных видов оборудования. Такие приборы широко применяются в системах отопления, водоснабжения, газоснабжения, других инженерных сетях коммунального и промышленного назначения. В зависимости от условий эксплуатации измерителя существуют определенные ограничения по допустимому пределу его погрешности. Поэтому важно знать, как определить класс точности манометра.

Что такое класс точности манометра, и как его определить

Класс точности манометра является одной из основных величин, характеризующих прибор. Это процентное выражение максимально допустимая погрешность измерителя, приведенная к его диапазону измерений. Абсолютная погрешность представляет собой величину, которая характеризует отклонение показаний измерительного прибора от действительного значения давления. Также выделяют основную допустимую погрешность, которая представляет собой процентное выражение абсолютного допустимого значения отклонения от номинального значения. Именно с этой величиной связан класс точности.

Существует два типа измерителей давления — рабочие и образцовые. Рабочие применяются для практического измерения давления в трубопроводах и оборудовании. Образцовые — специальные измерители, которые служат для поверки показаний рабочих приборов и позволяют оценить степень их отклонения. Соответственно, образцовые манометры имеют минимальный класс точности.

Классы точности современных манометров регламентируются в соответствии с ГОСТ 2405-88 Они могут принимать следующие значения:

  • 0,15;
  • 0,25;
  • 0,4;
  • 0,6;
  • 1,0;
  • 1,5;
  • 2,5;
  • 4,0.

Таким образом, этот показатель имеет прямую зависимость с погрешностью. Чем он ниже, тем ниже максимальное отклонение, которое может давать измеритель давления, и наоборот. Соответственно, от этого параметра зависит, насколько точными являются показания измерителя. Высокое значение указывает на меньшую точность измерений, а низкое соответствует повышенной точности.  Чем ниже значение класса точности, тем более высокой является цена устройства.

Узнать этот параметр достаточно просто. Он указан на шкале в виде числового значения, перед которым размещаются литеры KL или CL. Значение указывается ниже последнего деления шкалы.

Указанная на приборе величина является номинальной. Чтобы определить фактический класс точности, нужно выполнить поверку и рассчитать его. Для этого проводят несколько измерений давления образцовым и рабочим манометром. После этого необходимо сравнить показания обоих измерителей, выявить максимальное фактическое отклонение. Затем остается только посчитать процент отклонения от диапазона измерений прибора.

Читайте также  Прибор для измерения абсолютного давления

Определение погрешности

Владельцев измерительных приборов интересует, прежде всего, величина максимальной погрешности, характерной для манометра. Она зависит не только от класса точности, но и от диапазона измерений. Таким образом, чтобы получить значение погрешности, нужно произвести некоторые вычисления.  Например, для манометра с диапазоном измерений, равным 6 МПа, и классом точности 1,5 погрешность будет рассчитываться по формуле 6*1,5/100=0,09 МПа.

Необходимо отметить, что таким способом можно посчитать только основную погрешность. Ее величина определяется идеальными условиями эксплуатации. На нее оказывают влияние только конструктивные характеристики, а также особенности сборки прибора, например, точность градуировки делений на шкале, сила трения в измерительном механизме. Однако эта величина может отличаться от фактической, поскольку существует также дополнительная погрешность, определяемая условиями, в которых эксплуатируется манометр. На нее может влиять вибрация трубопровода или оборудования, температура, уровень влажности и другие параметры.

Также точность измерения давления зависит от еще одной характеристики манометра — величины его вариации, которую определяют в ходе поверки. Это максимальная разница показаний измерителя, выявленная по результатам нескольких измерений. Величина вариации в значительной мере зависит от конструкции манометра, а именно от способа уравновешивания, которое может быть жидкостным (давлением столба жидкости) или механическим (пружиной). Механические манометры имеют более выраженную вариацию, что часто обусловлено дополнительным трением при плохой смазке или износе деталей, потере упругости пружины и другими факторами.

Источник: https://grom.ru/blog/poleznye-stati/kak-opredelit-klass-tochnosti-manometra/

Определение класса точности измерительного прибора

Определение класса точности измерительного прибора

Измерение любой физической величины, всегда происходит с погрешностями, и чтобы расчет на основе замера оказался наиболее верен, используют мерительные средства соответствующего класса точности. Не являются исключением и электрические измерения, в частности, расход потребленной электроэнергии.

Отнесение к какому-либо из классов точности, говорит о том, в каком диапазоне может колебаться реальное значение измерения, то есть, это процентное соотношение класса точности к максимальному значению на шкале. Несмотря на то, что электрический счетчик считается исключительно бытовым прибором, он может иметь различные классы, и использоваться не только бытовыми абонентами.

Описание

Прибор учета расхода электрической энергии, сегодня обязателен к использованию всеми абонентами электрической энергии. Используемые устройства бывают двух видов:

  • Аналоговые индукционные.
  • Электронные цифровые.

Первые – это наиболее распространенный, хотя и постепенно уходящий в прошлое вид. Именно они установлены перед дверями большинства квартир, поскольку обладают высокой надежностью, неприхотливостью и могут прослужить нескольким владельцам жилья.

Такой электроприбор в своей основе использует принцип появления вихревых токов Фуко, в обмотках трансформатора.

Это явление, в любом другом случае достаточно вредно для электрических схем, поскольку вызывает сильный нагрев, но в случае с индукционным электросчетчиком, токи вращают алюминиевый диск, в свою очередь, приводящий в движение счетный механизм.

Чем больше потребляемой энергии проходит через обмотки катушек внутри устройства, тем больше скорость диска и соответственно больше расход. Счетчики индукционного типа показывают значение расхода только в настоящий момент.

Электронные цифровые приборы производят учет путем преобразования поступающего тока в электронные импульсы. В отличие от аналоговых, они имеют дополнительный функционал – архивирование данных, передача данных по каналу связи, многотарифный режим, то есть, оценка потребленной электроэнергии в зависимости от времени суток или периода года.

Принцип работы

Потребитель электроэнергии видит на электронном или аналоговом табло, уже суммированный результат, выраженный в израсходованных киловатт/часах, то есть, электрическую мощность потребленную за промежуток времени.

Ее невозможно замерить напрямую, как это делается с измерением напряжения или силы тока, поскольку мощность есть произведение силы на напряжение, а следовательно можно произвести следующие действия:

  1. измерить отдельно эти две величины и вручную посчитать киловатты.
  2. произвести параллельный замер прибором, автоматически суммирующим показания и соотносящим их к единице времени.

Именно последний принцип и реализован в электрических счетчиках. Внутри используется схема на основе трансформатора тока и напряжения, что и в ваттметрах, а наличие счетного механизма позволяет определить расход за конкретный период.

Таким образом, электросчетчик объединяет в себе два измерительных прибора и автоматически делает вычисление. В цифровых приборах, надобности в громоздких трансформаторах нет, поскольку анализ и расчет потребления выполняется интеллектуальными технологиями, а пользователь получает информацию в наиболее удобном для себя виде.

Преимущества и недостатки

Как показывает почти полувековой опыт использования приборов учета электроэнергии в нашей стране, у них нет никаких недостатков, за исключением того, что они насчитывают плату за потребленное электричество. Используя же их, абоненты получают возможность платить строго за потребленную услугу, а ведь старшее поколение прекрасно помнит, что когда-то приходилось оплачивать счета, выписываемые на основе количества электрических ламп в доме.

Электросчетчики, в том числе и аналоговые, характеризуются очень длительным сроком службы, в отличие от расходомеров газа или воды, которые надо периодически очищать от грязи и налета из-за контакта с измеряемой средой.

Стоимость обычного бытового прибора также вполне доступна для потребителя, чего, впрочем, не скажешь о промышленных измерительных комплексах, применяемых на предприятиях, хотя для таких потребителей, эти расходы быстро окупаются.

Что такое класс точности электросчетчика?

Для электрических измерительных приборов, международным стандартом предусмотрено несколько классов точности, определяющих качество измерений. В соответствии с классом, на корпусе прибора, наносится соответствующее цифровое обозначение, обозначающее погрешность в процентах, которая допустима при измерениях, то есть, она не может существенно исказить показания в пользу какой-либо из сторон.

Какие бывают классы точности

В соответствии с международной системой измерений SI, для электроизмерительных приборов предусмотрены следующие основные классы:

  • 0,05.
  • 0,1.
  • 0,2.
  • 0,5.
  • 1,5.
  • 2,5.
Читайте также  Прибор для взвешивания продуктов

Порядок расположения класса обратно пропорционален его цифровому значению, то есть, чем меньше цифра, тем выше класс. Для установления процента погрешности или факта выхода за его пределы проводится поверка – сравнение показаний поверяемого счетчика и образцового.

В качестве последнего может использоваться любой прибор с классом выше на одну и более ступень. Наиболее точные приборы с классом 0,05 и выше, как правило, это лабораторные образцы, не используемые в промышленности, для бытовых потребителей, в такой высокой точности необходимости также нет.

Какой класс точности необходим для квартиры?

Бытовые потребители оснащаются электросчетчиками с точностью измерений не ниже 2,5. Такой предел используется на индукционных электромеханических приборах. Более точные электронные и цифровые модели, дают возможность проводить измерения с погрешностью не более 1 или 1,5. Бытовых счетчиков с более высокими классами не производят, поскольку в этом нет никакой надобности.

Однозначно же, ответить на вопрос, о том, какой класс точности должен быть, могут ответить в энергоснабжающей организации, кроме того, данный нюанс всегда прописывается в договоре на поставку электроэнергии, заключающемся с каждым потребителем. Как правило, устанавливается только нижняя граница, в выборе же более высокого класса, потребитель не ограничен.

Как определить

Обозначение класса наносится производителем на корпусе либо на шкале под стеклом, в большинстве случаев, это цифра помещенная в кружок, но в более старых версиях, вместо круга может быть звезда. Если же есть сомнения, что устройство не соответствует приведенным сведениям, то следует обратиться в организацию занимающуюся проведением метрологических поверок, где лабораторным путем будет определено значение погрешности.

Источник: https://1000eletric.com/opredelenie-klassa-tochnosti-izmeritelnogo-pribora/

Виды классов точности средств измерений

Определение класса точности измерительного прибора

В повседневной практике при эксплуатации средств измерений принято нормирование метрологических характеристик на основе классов точности средств измерений.

Под классом точностипонимается обобщенная характеристика данного типа средств измерений, как правило, отражающая уровень их точности, выражаемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, влияющими на точность.

Класс точности характеризует, в каких пределах находится погрешность данного типа средств измерений, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполненных с помощью этих средств. Классы точности устанавливаются стандартами, содержащими технические требования к средствам измерений, подразделяемым по точности.

Средства измерений должны удовлетворять требованиям, предъявляемым к метрологическим характеристикам, установленным для присвоенного им класса точности, как при выпуске их из производства, так и в процес­се эксплуатации.

Метрологические характеристики, определяемые классами точности, нормируют следующим образом.Пределы допускаемых основной и дополнительной погрешностей выражают:

— в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей;

— в зависимости от характера измерения погрешностей в пределах диапазона измерений;

— в зависимости от условий применения и назначения средств измерений конкретного вида.

Пределы всех основных и дополнительных допускаемых погрешностей выражаются не более чем двумя значащими цифрами, при этом погрешность округления при вычислении пределов не должна превышать 5% .

В зависимости от формы выражения погрешности классы точности могут выражаться заглавными буквами латинского алфавита (например, М,С) или римскими цифрами (I, II, III и т.д.) с добавлением условных знаков, смысл которых раскрывается в нормативно-технической документации. При этом меньшие пределы погрешности должны соответствовать буквам, находящимся ближе к началу алфавита, или меньшим цифрам. Если же класс точности обозначается арабскими цифрами с добавлением какого-либо условного знака, то эти цифры непосредственно устанавливают оценку снизу точности показаний средств измерений.

Примеры обозначения классов точности в документации и на средстве измерений приведены в табл. 3.3.1.

Примеры обозначения классов точности

Форма выражения погрешности

Пределы допускаемой основной погрешности, %

Обозначение класса точности

на сред­стве из­мерений

Приведенная по­грешность γ

класс точности 1,5 класс точности 0,5

Относительная по­грешность δ

Абсолютная погрешность Δ

Класс точности М Класс точности С

3.4. Расчет погрешности измерительной системы

Измерительная система предназначена для восприятия, переработки и хранения измерительной информации в общем случае разнородных физических величин по различным измерительным каналам (ИК). Поэтому расчет погрешности измерительной системы сводится к оценке погрешностей ее отдельных ИК.

Результирующая относительная погрешность ИК составит

,

где х — текущее значение измеряемой величины; предел данного диапазона измерения канала, при котором относительная погрешность минимальна; — относительные погрешности, вычисленные соответственно в начале и конце диапазона.

Поскольку ИК есть цепь различных воспринимающих, преобразовательных и регистрирующих звеньев, то для определения , (х) необходимо, прежде всего, оценить СКО погрешностей этих m звеньев . Тогда результирующая СКО погрешности ИК будет

,

где — дополнительные погрешности отn влияющих факторов; ;— границы допускаемой основной погрешности;— квантильный коэффициент, определяемый законом распределения и доверительной вероятностью нахождения погрешности в заданном интервале.

Пример 3.2. Определить погрешность канала измерения мощности, структурная схема которого приведена на рис. 3.10. Здесь ТТ и ТН — соответственно трансформаторы тока и напряжения; — преобразователи соответственно мощности и тока; К — коммутатор; АЦП — аналого-цифровой преобразователь.

Исходные данные: относительная погрешностьТТ, приведенная к началу диапазона измерения, составляет , а к концу —; относительная погрешность ТН; СКО погрешность преобразования мощности состоит из пяти составляю­щих: основной погрешности (1%); погрешности от пульсации (0,2%); дополнительной погрешности от измененияcos φ (0,15%); погрешности от колебания напряжения питания (0,1%) и от колебаний температуры окружающей среды (0,6%); cos φ= 0,85; и от изменения температуры окружающей среды; погрешность коммутатора на 128 каналов состоит из трех составляющих: погрешности падения напряжения открытого ключа (0,4%), от утечки тока в каждом из 127 закрытых ключом каналов (0,13%) и пульсации несущей частоты (0,06%);,

Рис. 3.10 Канал для измерения мощности

Решение. 1. Учитывая, что закон распределения погрешности неизвестен, примем его равномерным (k=1,73), и по формуле (3.11) находим и.

Для трансформатора напряжения . Принимая предыдущие условия,.

Источник: http://vemiru.ru/info/vidy-klassov-tochnosti-sredstv-izmerenij/