200501 Лекции Метрологическое обеспечение 2011. Курс лекций по дисциплине метрологическое обеспечение Краткая история развития и основные понятия в области
 Скачать 0.7 Mb.
|
|
Классы точности средств измерений Единые правила установления пределов допускаемых погрешностей показаний по классам точности средств измерений регламентирует ГОСТ 8.401-80. Класс точности средств измерений - обобщенная характеристика средств измерений, определяемые пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на их точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений. Классы точности присваиваются средствам измерений при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний. Класс точности хотя и характеризует совокупность метрологических свойств данного средства измерений, однако не определяет однозначно точность измерений, так как последняя зависит от метода измерений и условий их выполнения. Средствам измерений с двумя или более диапазонами измерений одной и той же физической величены допускается присваивать два или более класса точности. Средствам измерений, предназначенным для измерений двух или более физических величин, допускается присваивать различные классы точности для каждой измеряемой величины. С целью ограничения номенклатуры средтсв измерений по точности для СИ 33 конкретного вида устанавливают ограниченное число классов точности, определяемое технико-экономическими обоснованиями. Классы точности цифровых измерительных приборов со встроенными вычислительными устройствами для дополнительной обработки результатов измерений устанавливают без учета режима обработки. Способы нормирования и формы выражения метрологических характеристик Пределы допускаемых основной и дополнительных погрешностей следует выражать в форме приведенных, относительных или абсолютных погрешностей в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения средств измерений конкретного вида. Пределы допускаемой дополнительной погрешности допускается выражать в форме, отличной от формы выражения пределов допускаемой основной погрешности. Пределы допускаемой основной погрешности устанавливают в последовательности, приведенной ниже: Устанавливаются пределы допускаемой абсолютной погрешности по формуле: Δ = ± а или Δ = ± (а + b·x) где Δ - пределы допускаемой абсолютной основной погрешности (в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы) х - значение измеряемой величины, а, b - положительные числа, не зависящие от х. Устанавливаются пределы допускаемой приведенной основной погрешности по формуле: γ = Δ / Хn = ± p где γ - пределы допускаемой приведенной основной погрешности в %, Δ - пределы допускаемой абсолютной погрешности, p - положительное число, выбираемое из ряда 1·10 n , 1,5·10 n , (1,6·10 n )*, 2·10 n , 2,5·10 n , (3·10 n )*, 4·10 n , 5·10 n , 6·10 n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.) *не устанавливается для вновь разрабатываемых средств измерений, для средств измерений конкретного типа допускается устанавливать не более пяти различных пределов допускаемой основной погрешности при одном и том же значении степени n. Устанавливается нормируещее занчение Хn Для средств измерений с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой, а также для измерительных преобразователей, если нулевое значение измеряемого параметра находся 34 на краю или вне диапазона измерений нормирующее значение устанавливается равным большему из пределов измерений. Для средств измерений, нулевое значение измеряемого параметра которых находится внутри диапазона измерений, нормирующее значение устанавливается раным большему из модулей пределов измерений. Для электроизмерительных приборов с равномерной, практически равномерной или степенной шкалой и нулевой отметкой внутри диапазона измерений нормирующее значение допускается устанавливать равным сумме модулей пределов измерений. Для средств измерений физической величины, для которых принята шкала с условным нулем, нормирующее значение устанавливают равным модулю разности пределов измереинй. Для средств измерений с установленным номинальным значением нормирующее значение устанавливают равным этому номинальному значению. Для измерительных приборов с существенно неравномерной шкалой нормирующее значение устанавливают равным всей длине шкалы или еѐ части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае пределы абсолюной погрешности выражают, как и длину шкалы, в единицах длины. Устанавливаются пределы допускаемой относительной основной погрешности по формуле: δ = Δ / х = ± [c + d·(|х к / х| - 1)] =< ± q где с = b + d; d = a / |х к | δ - пределы допускаемой относительной основной погрешности в %, Δ - пределы допускаемой абсолютной основной погрешности (в единицах измеряемой величины или условно в делениях шкалы) х - значение измеряемой величины, х к - наибольший (по модулю) из пределов измерений, а, b - положительные числа, не зависящие от х. q, c, d - положительное число, выбираемое из ряда 1·10 n , 1,5·10 n , (1,6·10 n )*, 2·10 n , 2,5·10 n , (3·10 n )*, 4·10 n , 5·10 n , 6·10 n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.) *не устанавливается для вновь разрабатываемых средств измерений, для средств измерений конкретного типа допускается устанавливать не более пяти различных пределов допускаемой основной погрешности при одном и том же значении степени n. В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной оснвоной погрешности устанавливают по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы. В стандартах или технических условиях на средтсва измерений должно быть установлено минимальное значение х, начиная от которого применим принятый способ выражения пределов допускаемой относительной погрешности. Соотношение между числами с и d устанавливаются в стандартах на 35 средства измерений конкретного вида. Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают одним из следующих способов: в виде постоянного значения для всей рабочей области влияю- щей величины или в виде постоянных значений по интервалам рабочей области влияющей величины; путем указания отношения предела допускаемой дополнительной погрешности, соответствующего регламентированному интервалу влияющей величины, к этому интервалу; путем указания зависимости предела допускаемой дополнительной погрешности от влияющей величины (предельной функции влияния); путем указания функциональной зависимости пределов допускаемых отклонений от номинальной функции влияния. Для различных условий эксплуатации средств измерений в рамках одного и того же класса точности допускается устанавливать различные рабочие области влияющих величин. Предел допускаемой вариации выходного сигнала следует устанавливать в виде дольного (кратного) значения предела допускаемой основной погрешности или в делениях шкалы. Пределы допускаемой нестабильности, как правило, устанавливают в виде доли предела допускаемой основной погрешности. Пределы допускаемых погрешностей должны быть выражены не более чем двумя значащими цифрами, причем погрешность округления при вычислении пределов должна быть не более 5%. Обозначение классов точности средств измерений в документации Для средств измерений пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме абсолютных погрешностей или относительных погрешностей, причем последние установлены в виде графика, таблицы или формулы, классы точности в документации обозначаются прописными буквами латинского алфавита или римскими цифрами. В необходимых случаях к обозначению класса точности буквами латинского алфавита добавляют индексы в виде арабской цифры. Классам точности, которым соответствуют меньшие пределы допускаемых погрешностей, соответствуют буквы, находящиеся ближе к началу алфавита, или цифры, означающие меньшие числа. Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме приведенной погрешности или относительной погрешности в соответствии с формулой δ = Δ / х = ± q, классы точности в документации следует обозначаются числами, которые равны этим пределам погрешности, выраженными в процентах. Обозначение класса точности таким образом, дает непосредственное указание на предел допускаемой основной погрешности. 36 Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых принято выражать в форме относительных погрешностей в соответствии с формулой δ = ± [c + d·(|х к / х| - 1)], классы точности в документации обозначаются числами с и d, разделенных косой чертой. В документации на средства измерений допускается обозначать классы точности так же, как на средтсвах измерений. В эксплуатационной документации на средство измерений конкретного вида, содержащей обозначение класса точности, содержится ссылка на стандарт или технические условия, в которых установлен класс точности этого средства измерений. Обозначение классов точности на средствах измерений Условные обозначения классов точности наносятся на циферблаты, щитки и корпуса средств измерений. При указании классов точности на измерительных приборах с существенно неравномерной шкалой, для информации, дополнительно указываются пределы допускаемой основной относительной погрешности для части шкалы, лежащей в пределах, отмеченных специальными знаками (например точками или треугольниками). К значению предела допускаемой относительной погрешности в этом случае добавляют знак процента и помещают в кружок. Обращаем ваше внимание на то, что этот знак не является обозначением класса точности. Обозначение класса точности допускается не наносить на высокоточные меры, а также на средства измерений, для которых действующими стандартами установлены особые внешние признаки, зависящие от класса точности, например параллелепипедная и шестигранная форма гирь общего назначения. За исключением технически обоснованных случаев, вместе с условным обозначением класса точности на циферблат, щиток или корпус средств измерений наносится обозначение стандарта или технических условий, устанавливающих технические требования к этим средствам измерений. На средства измерений, для одного и того же класса точности которых в зависимости от условий эксплуатации установлены различные рабочие области влияющих величин, наносятся обозначения условий их эксплуатации, предусмотренные в стандартах или технических условиях на эти средства измерений. Расшифровка обозначений классов точности на средствах измерений Обозначение класса точности Форма выражения погрешности Пределы допускаемой основной погрешности Примечание на средстве измерений в документации 0,5 Класс Приведенная γ = ±0,5% нормирующее 37 точности 0,5 значение выражено в единицах измеряемой величины Класс точности 0,5 γ = ±0,5% нормирующее значение принято равным длине шкалы или еѐ части Класс точности 0,5 Относительная δ = ±0,5% δ = Δ / х 0,02/0,01 Класс точности 0,02/0,01 δ = ±[0,02 + 0,01·(|х к / х| - 1)] % δ = ±[c + d·(|х к / х| - 1)] Утверждение типа средства измерений Утверждение типа средства измерений – решение, выносимое органом государственной метрологической службы, свидетельствующее о соответствии средств измерений установленным требованиям и о пригодности его применения в сферах распространения государственного метрологического контроля и надзора. Утверждение типа СИ является видом государственного метрологического контроля и проводится в целях обеспечения единства измерений в стране. Все средства измерений, применяемые в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, подлежат обязательному утверждению. При утверждении типа средств измерений, устанавливаются показатели точности, а так же интервал и методика проведения поверки средств измерений данного типа. Решение об утверждении типа принимает Федеральное агенство по техническому регулированию и метрологии (Ростехрегулирование) на основании положительных результатов испытаний для целей утверждения типа. Порядок проведения испытаний средств измерений и стандартных образцов установлен в правилах по метрологии ПР 50.2.104-09 и включает в себя: испытания средств измерений для целей утверждения их типа; принятие решения об утверждении типа, его государственную регистрацию и выдачу сертификата об утверждении типа; испытания средств измерений на соответствие утвержденному типу при контроле соответствия средств измерений утвержденному типу; 38 признание утверждения типа или результатов испытаний типа средств измерений, проведенных компетентными организациями зарубежных стран; информационное обслуживание потребителей измерительной техники. Заявки на проведение испытаний средств измерений для целей утверждения типа, в том числе ввозимых по импорту, направляют разработчик, изготовитель или его уполномоченный в Ростехрегулирование, которое в 10-тидневный срок принимает решение по заявке и направляет поручение аккредитованным государственным центрам испытаний средств измерений (ГЦИ СИ) на проведение испытаний средств измерений для целей утверждения их типа, а копию поручения - заявителю и во ВНИИМС. В поручении указывают сроки и место проведения испытаний. Перечень аккредитованных на данный момент центров испытаний (ГЦИ СИ) с их областью аккредитации можно посмотреть на сайте ВНИИМС. Для проведения испытания средств измерения для целей утверждения типа, заявителю требуется предоставить следующие документы: образец (образцы) средств измерения; программу испытаний типа, утвержденную ГЦИ СИ; технические условия (если предусмотрена их разработка), подписанные руководителем организации-разработчика; эксплуатационные документы, а для импортируемых средств измерения — комплект документации фирмы-изготовителя, прилагаемый к поставляемому средству измерения, с переводом на русский язык; нормативный документ по поверке при отсутствии в эксплуатационной документации раздела «Методика поверки»; описание типа с фотографиями общего вида; документ организации-разработчика о допустимости опубликования описания типа в открытой печати. Документы для принятия решения по заявке и дальнейшего проведения испытаний, подаются в ГЦИ СИ. При испытаниях средств измерений для целей утверждения их типа выполняют: определение метрологических и технических характеристик средства измерений, включая показатели точности, выраженных в единицах величин, допущенных к применению в Российской Федерации; идентификацию программного обеспечения и оценку его влияния на метрологические характеристики средства измерений (при наличии программного обеспечения); разработку или выбор методики поверки и ее опробование; 39 определение интервала между поверками; анализ конструкции испытываемого средства измерений на наличие ограничений доступа к определенным частям средств измерений (включая программное обеспечение) с целью предотвращения несанкционированной настройки и вмешательства, которые могут привести к искажению результатов измерений; проверка выполнения обязательных требований к средствам измерений, в том числе требований к их составным частям, программному обеспечению и условиям эксплуатации средств измерений. По результатам испытаний разрабатывают описание типа средства измерений, утверждают методику поверки, оформляется акт испытаний средства измерений в целях утверждения типа. При положительных результатах испытаний, Федеральное агентство по техническому регулированию и метрологии принимает решение об утверждении типа средств измерений. Порядок утверждения типа средств измерений и стандартных образцов устнавливают правила по метрологии ПР 50.2.105- 09. Утверждение типа средств измерений удостоверяется свидетельством об утверждении типа средств измерений (до 30.11.2009 года - сертификатом об утверждении типа), которое оформляется Федеральным агентством по техническому регулированию и метрологии. Свидетельство об утверждении типа содержит: номер свидетельства; срок действия свидетельства; полное наименование типа стандартного образца или типа средства измерений; полное наименование изготовителя стандартного образца или средства измерений; регистрационный номер типа стандартного образца или типа средств измерений; дата и номер решения (приказа) Ростехрегулирования об утверждении типа стандартного образца или типа средства измерений; информация о методике поверки; заводской номер стандартного образца или средства измерений (только в свидетельстве об утверждении типа стандартного образца или типа средства измерений единичного производства); интервал между поверками. 40 Свидетельство оформляется в одном экземпляре отдельно на каждый тип средства измерений с учетом харакгера их производства (серийное или единичное) и имеет обязательное приложение, содержащее описание типа средства измерений. Описании типа средства измерений содержит: наименование типа средства измерений; назначение средства измерений; описание средства измерений (конструкция, принцип действия, число модификаций, их обозначение и особенности, описание программного обеспечения - при его наличии); метрологические характеристики, в том числе показатели точности, и технические характеристики средства измерений, включая идентификационные данные программного обеспечения, оценку его влияния на метрологические характеристики средства измерений и уровень защиты программного обеспечения от непреднамеренных и преднамеренных изменений (при наличии программного обеспечения); место и способ нанесения знака утверждения типа на средство измерений и/или сопроводительные документы; комплектность средства измерений; наименование и обозначение методики поверки, перечень эталонов, применяемых при поверке; сведения о методиках (методах) измерений (наименование эксплуатационного документа, в котором содержится методика или метод измерений); нормативные документы, устанавливающие требования к средству измерений конкретного типа, метод его испытаний и методики поверки; рекомендация по области применения (при наличии); изготовитель средства измерений (полное наименование и юридический адрес). Переоформление свидетельства осуществляется по заявлению держателя свидетельства на основании оформленного приказом решения Ростехрегулирования в случае: реорганизации; изменения наименования; изменения интервала между поверками средств измерений. |