Основные положения по метрологическим характеристикам

Метрологические характеристики — это характеристики, влияющие на результат и погрешность измерений, они позволяют осуществить оптимальный выбор приборов и проводить их сравнения. Все метрологические характеристики можно разделить на пять групп .

• 1. Характеристики, влияющие на результат измерения (статическая характеристика (функция преобразования), чувствительность, цена деления, диапазон измерения).
• 2. Характеристики погрешностей средств измерений (погрешность гистерезиса, абсолютная, относительная, случайная, аддитивная, систематическая, мультипликативная, нелинейная, основная, динамическая погрешности, порог чувствительности).
• 3. Характеристики чувствительности к влияющим величинам (функция влияния, дополнительная погрешность).
• 4. Динамические характеристики (дифференциальные уравнения, частотные характеристики, переходная характеристика, передаточная функция, постоянная времени и другие).
• 5. Характеристики взаимодействия с подключаемыми устройствами (входной и выходной импеданс и другие).

Статическая характеристика — это зависимость выходного информативного сигнала от входного в статическом режиме.

Чувствительность характеризует степень влияния входной величины на выходную и представляет собой отношение изменения выходной величины Y к входной Х.

Любое измерение, как бы оно тщательно не проводилось, неизбежно сопровождается ошибками (погрешностями), которые обусловлены не совершенством метода измерений, конструкционными особенностями прибора и другими причинами .

Различают погрешности результата измерений и погрешности средств измерений. Погрешность результата измерения — это разница между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины. Истинное значение измеряемой величины — это значение, идеальным образом отражающее свойство данного объекта, как в количественном, так и в качественном отношении. Понятие истинного значения абстрактно, на практике оно заменяется действительным значением (экспериментальное значение, близкое к истинному значению настолько, что может быть использовано вместо него). Погрешность средства измерения — это разность между показаниями средства измерения и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины.

Эти два понятия достаточно близки, поэтому для их оценки используются одинаковые модели и очень часто они одинаково выражаются. По способу выражения погрешности делятся на абсолютные, относительные и приведенные погрешности .

По характеру проявления погрешности делятся на случайные и систематические.

Случайная погрешность — это погрешность, которая изменяется случайным образом, при проведении повторных наблюдений.

Систематическая погрешность — это погрешность, которая остается постоянной или изменяется по известному закону при проведении повторных наблюдений.

По зависимости абсолютной погрешности от значений измеряемой величины различают мультипликативные (прямо пропорциональны измеряемой величине), аддитивные (не зависят от измеряемой величины), нелинейные (нелинейная зависимость от измеряемой величины) .

По влиянию внешних условий различают основную и дополнительную погрешности средств измерения. Основная погрешность — это погрешность, которую имеет прибор при эксплуатации в нормальных условиях. Дополнительная погрешность — это погрешность, возникающая при отклонении хотя бы одной влияющей величины за пределы, установленные нормальными условиями.

В зависимости от влияния характера изменения измеряемых величин погрешности средств измерения делят на статические и динамические.

Статическая погрешность — это погрешность средства измерения применяемого для измерения физической величины, принимаемой за постоянную .

Динамической называется погрешность средства измерения, возникающая дополнительно при измерении переменной физической величины и обусловленная несоответствием его реакции на скорость изменения измеряемого сигнала.

Воздействие влияющих величин на метрологические характеристики средств измерения описывается функцией влияния — зависимостью изменения характеристик и параметров от изменения влияющей величины (совокупности величин).

Первоначальные метрологические характеристики устанавливаются при разработке и испытании средств измерения. Они могут быть представлены или в виде номинальных функций преобразования (для статических характеристик, для функций влияния), или в виде пределов допустимых значений (для погрешностей и др.). Если норма на метрологические характеристики берется в виде номинальных функций преобразований, то эта функция задается в виде формулы, таблицы, графика, а если норма на метрологические характеристики берется в виде предела допустимых значений .