Организация производственной деятельности метрологических воинских частей и подразделений

1.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования
«Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»
Цикл метрологии
ВУС 670200
«Метрологическое обеспечение
вооружения и военной техники»
Законодательная метрология в
Вооружённых Силах Российской
Федерации
Тема №6. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ
ВОИНСКИХ ЧАСТЕЙ И ПОДРАЗДЕЛЕНИЙ

2.

Практическое занятие № 2:
Расчет основных и дополнительных
погрешностей средств измерений
Вопросы:
1.
2.

3.

Класс точности СИ обобщенная характеристика данного типа СИ,
отражающая уровень их точности, выражаемая
пределами допускаемой основной, а в некоторых случаях
и дополнительных погрешностей
При выражении предела допускаемой основной
погрешности в форме абсолютной погрешности класс
точности в документации и на СИ обозначается
прописными буквами латинского алфавита или римскими
цифрами. Чем дальше буква от начала алфавита, тем
больше погрешность.
При выражении предела допускаемой основной
погрешности в форме относительной или приведённой
погрешности класс точности в документации и на СИ
обозначается арабскими цифрами (число из ряда 1; 1,5; 2;
2,5; 4; 5; 6, умноженное на 10n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.).

4.

Правила округления результата измерения
Погрешность должна описываться двумя значащими
цифрами если цифра старшего разряда погрешности 1, 2
или 3.
Погрешность может описываться одной значащей
цифрой если цифра старшего разряда погрешности 4, 5,
6, 7,8 или 9.
Числовое значение результата должно оканчиваться
цифрой того же порядка, что и погрешность.

5.

Пределы допускаемой абсолютной погрешности
устанавливают по формуле:
= а - для аддитивной погрешности;
= (а + bх) - для мультипликативной погрешности они
устанавливаются в виде линейной зависимости.
Здесь х – показание измерительного прибора,
а и b – положительные числа, не зависящие от х.
Предел допускаемой относительной погрешности (в
относительных единицах) устанавливают по формуле:
= ( / х)* 100 = c - для аддитивной погрешности;
= ( / х)* 100 = [ c + d ( xk / x – 1)] - для
мультипликативной погрешности.
Здесь хk – конечное значение диапазона измерений
прибора; c и d – относительные величины..
Обозначается: с /d

6.

Пределы допускаемой приведенной погрешности (в
процентах) следует устанавливать по формуле:
= ( / хN )* 100 = р,
где хN – нормирующее значение;
р - отвлеченное положительное число из ряда
1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6, умноженное на 10n
( n = 1, 0, -1, -2 и т.д.)
Нормирующее значение принимается равным:
- конечному значению шкалы (если 0 находится на краю
шкалы),
- сумме конечных значений шкалы (если 0 внутри
шкалы),
- номинальному значению измеряемой величины,
- длине шкалы в мм (в этом случае обозначается: p ).

7.

Если погрешность приведена к длине шкалы p , то
её следует устанавливать по формуле:
= ( l / L ) 100 = р,
где L - длина шкалы (мм);
l - абсолютная погрешность (мм).
Из формулы следует:
l = ( L)/100 (мм).
Чтобы определить абсолютную погрешность в ЕФВ
необходимо рассчитывать постоянную прибора С
(величину обратную чувствительности прибора: S = dY / dX
Y / X, [мм/Ом] ):
С = 1/S X / Y, [ЕФВ/мм]
Тогда:
= ( L C)/100 (ЕФВ).

8.

Инструментальная погрешность средств измерений
КТ
по шкале СИ
Формы
выражения
Формулы
для расчета погрешности
«М»
Абсолютная
∆ = ± а; ∆ = ± (а + b Хизм)
«1,5» в кружке
Относительная
∆ = ± (δ*Хизм)/100%
0,01/ 0,05
Относительная
δ = ± [c + d(Хк/Хизм- 1)]
«1,5»
Приведенная
∆ = ± (γ*ХN)/100%
«1,5»
Приведенная к
длинне
∆ = ± (γ*L)/(100%*S)

9.

10.

Первый пример:
Указатель отсчетного устройства вольтметра класса
точности 0,5 показывает 124 В. Чему равно измеряемое
напряжение?
Решение.
= ( х/хN ) 100; х= ( хN ) / 100 = 0,5 200/100 = 1 В
Следовательно, измеряемое напряжение U = 123. . .125 В.

11.

Второй пример:
Указатель отсчетного устройства амперметра класса
точности 1,5 показывает 4 А.
Чему равна измеряемая сила тока?
Решение.
= ( х/XN ) 100; х= ( XN ) / 100 = 1,5 25 / 100 = 0,38 А
Округлим до одного знака, т.к. значащий разряд 8. Т.е. х= 0,4 А
Поэтому измеряемая сила тока I = 3,6. . .4,4 А.

12.

Третий пример:
Цифровой частотомер класса точности 2,0 с номинальной
частотой 50 Гц показывает 47 Гц.
Чему равна измеряемая частота?
Решение.
= ( х/хN ) 100; х= ( хN ) / 100 = 2,0 50 / 100 = 1 Гц.
Следовательно, измеряемая частота f = 46. . .48 Гц.

13.

Четвёртый пример:
Указатель отсчетного устройства мегомметра класса
точности 2,5 с неравномерной шкалой показывает 40 МОм.
Чему равно измеряемое сопротивление?
Решение
= ( х / хизм) 100; х = ( хизм)/100 = 2,5 40 /100 = 1 МОм
Следовательно, измеряемое сопротивление R = 39. . .41 Мом.

14.

Пятый пример:
Определить значение
измеренного R в
диапазоне до 50 МОм (с
учётом погрешности)
прибора. Длина шкалы
МОм = 200 мм, длина
шкалы между цифрами
0 и 1 (верхней шкалы) =
60 мм.
Решение. . =1. Приведенная к длине шкалы погрешность:
l = ( 200)/100 = 2 мм.
Постоянная СИ (обратная чувствит.) в области измерения:
Сn = 1 МОм / 60 мм = 0,017.
Приведенная к диапазону измерения погрешность:
U = l Сn = 0,017 2 = 0,034 МОм.
Измеряемое сопротивление: R = 0,5 0,03 = МОм (округлили)

15.

Шестой пример:
Указатель отсчетного устройства ампервольтметра
класса точности 0,02/0,01 показывает «-25» А.
Чему равна измеряемая сила тока?
Решение.
= ( х / Xизм ) 100 = [c+d( Xk/Xизм –1)]
= [0,02+0,01( 100/-25 -1)]=0,05; х = ( Xизм)/100
х = 0,05 25/100= 0,0125 А Округлим: х = 0,01 А
Следовательно, измеряемая сила тока I = -24,99. . .-25,01 А.

16.

Седьмой пример:
10
75
100
25
0
50
40
20
0
0.5
60
30
10
Поверяемый
вольтметр
5
0
0
Vэ
12
50
15
Эталонный
вольтметр
30
20
40
Vп
50
2.5
Шкала РЭ разбита на 150 дел. Чему равна допустимая
погрешности измерения напряжения РСИ в делениях шкалы
эталонного ?
Решение.
Вся шкала РСИ в делениях шкалы РЭ равна ХN(дш) = 125 дел.
доп(дш_РЭ) = КТ*ХN(дш) /100%
доп(дш_РЭ) = (2,5% 125дел)/100% = 3,1 дел.

17.

18.

Задача1:
Аналоговым вольтметром класса точности 0,5 с
диапазоном измерения от 0 до 3 В и шкалой, содержащей
150 делений, в нормальны условиях измерено напряжение
постоянного тока. С округлением до десятых долей
деления сделан отсчет: 51,3 дел. Выходное
сопротивление источника сигнала пренебрежимо мало.
Требуется записать результат измерения.
Решение. Цена деления шкалы вольтметра составляет:
ЦД = 3В/150дел = 0,02 В/дел
Отсчет соответствует значению измеряемого
напряжения:
U = 51,3 0,02 = 1,026 = 1,03 В.
о = ( хN ) / 100 = 0,5 3 / 100 = 0,015 = 0,02 В
Результат измерения: U = 1,03 0,02 В

19.

Задача2:
Сохранив условия предыдущей задачи допустим, что
температура окружающего воздуха изменяется в
пределах рабочих условий (+5 … +40 С), а вольтметр
относиться к СИ 2-й группы по ГОСТ 22261-82.
Изменение показаний, вызванное отклонением
температуры от нормальной (20 5 С) на каждые 10°С, не
должно превышать 0,2 % (т.к. 40 – 25 = 15°С, то
погрешность составит 0,3 %).
Решение. Определим предельные значения влияющей
величины tв = 40 – 25 = 15 С и tн =15 - 5 = 10 С.
Поскольку tв tн , предельное значение будем
вычислять по формуле: t = (0,3 3)/100 =0,9/100 =0,009 В
Суммарная погрешность:
х = = О+ t = 0,015+0,009 = 0,024 = 0,02 В
Результат измерения:
U = 1,03 0,02 В

20.

Задача3:
Сохранив условия задачи №2 допустим, что
контролируемое напряжение подводиться к прибору
посредством медных проводов диаметром 1,5 мм, длина
линии 2 м. Потребляемый ток прибора I = 3 мА.
Сопротивление 1 м медной проволоки диаметром 1,5 мм
равно 0,0099 Ом.
Решение. Сопротивление линии связи:
r = 0,0099Ом/м 4м = 0,0396 Ом.
Падение напряжения за счет линии связи:
св = I r = 0,003А 0,0396Ом = 0,00012 В.
Суммарная погрешность:
х = = О + св + t = 0,015+0,00012+ 0,009
х = 0,02412 = 0,02 В
Результат измерения: U = 1,03 0,02 В

21.

Задача 4:
Рассчитать погрешность измерения постоянного тока
амперметром типа М343 класса точности 1,5 с верхним пределом 20 А.
Условия проведения измерения: температуры (10 – 35)0С;
влажность (65±15)%; величина внешнего магнитного поля 1 Эрст.
Погрешность прибора за счет отклонения температуры от
номинальной на каждые 10°С, не должно превышать 20 % от основной
погрешности прибора.
Погрешность прибора за счет отклонения внешнего магнитного
поля напряженностью 5 Эрст не должно превышать 2,5%.
Решение.
о
К т I k 1.5 20
0,3 А
100
100
Основная погрешность прибора:
Доп. погрешность прибора за счет
отклонения температуры от номинальной
1,5 20 0,2
0,06 A
допt
на 10°С, не должно превышать 20 % от 1,5:
100
Доп. погрешность прибора за счет отклонения
0,5 20
внешнего магнитного поля напряженностью
допH
0,1А
1 Эрст не должно превышать 0,5%:
100
Суммарная погрешность: о допt допH 0,46 В

22.

END