Методические указания к лабораторным работам № 1-3 по курсу “Теплотехнические измерения и автоматизация”, страница 2

Конструктивное исполнение приборов весьма разнообразно, однако для большинства из них характерна одна и та же функциональная схема, включающая узлы одинаковые по значению. Чувствительный элемент прибора – это узел, который соприкасается непосредственно с измеряемым параметром объекта и преобразует измеряемую физическую величину в первичный сигнал. Первичный сигнал, как правило, усиливается или преобразуется в более удобный вид. Осуществляет это усилитель или преобразователь. Отсчётное устройство прибора предназначено для выдачи числовой информации об измеряемой величине. По виду отсчётного устройства приборы бывают указывающие и регистрирующие.

Качественные показатели приборов: точность, чувствительность, инерционность.

Точность определяется степенью приближения результата измерения к истинному значению, полученному по показаниям образцового прибора, и оценивается погрешностями.

Чувствительность – отношение линейного или углового перемещения с указателя прибора к изменению измеряемой величины. Цена деления шкалы – величина, обратная чувствительности. Порог чувствительности - наименьшее значение измеряемой величины, на которое реагирует прибор.

Инерционность – запаздывание во времени в показаниях прибора при измерении меняющихся во времени величин.

Поверка – обследование прибора с целью оценки его метрологических свойств. Поверка включает детальный осмотр конструкции, испытания, связанные с проверкой отдельных узлов как механических, так и электрических, градуировку прибора, определение погрешностей.

Измерительные приборы по своему значению делятся на образцовые и рабочие. Образцовые используются при поверке приборов. Рабочие, в свою очередь, делятся на технические и лабораторные. Точность измерения техническими приборами оценивается по их допустимым погрешностям. Результаты измерения с помощью лабораторных приборов уточняются поправками.

1.3. Погрешности измерения

Любой лабораторный эксперимент связан с измерениями и имеет ценность в том случае, если есть уверенность в их достоверности. Поскольку в процессе измерения неизбежны искажения результата по самым разнообразным причинам, то всегда важным моментом является оценка погрешностей измерения.

Если измеряется установившееся значение физической величины или медленно меняющееся, то погрешности будут статическими. При измерении меняющихся во времени величин возникают ещё динамические погрешности. Они связаны с инерционностью измерительных устройств. В данной лабораторной работе рассматриваются только статические погрешности.

Абсолютная погрешность измерения – это разность между измеренным значением физической величины  х и её истинным значением  Х. Для одноразового измерения она равна

δ  = х – Х.(1.1)

Различают погрешности грубые (или промахи), систематические и случайные.

Грубые погрешности резко искажают результат, они могут быть связаны с неисправностью прибора, с ошибками отсчитывания. Если установлена такая погрешность, то соответствующий результат нужно исключить и по возможности повторить измерение.

Систематические погрешности при измерении  остаются постоянными или изменяются по определённому закону. Причины, вызывающие эти погрешности, могут быть связаны с недостатками самого метода измерения, несовершенством конструкций, износом неправильной установкой прибора, изменением внешних условий.

Опасность систематических погрешностей состоит в том, что их невозможно выявить по результатам измерения даже, если измерять многократно. Поэтому студент должен ещё до процедуры измерения с большой тщательностью оценить возможность появления того или иного фактора, вызывающего эту погрешность.

Случайные погрешности влияют на результат измерения неопределённым (случайным) образом. Поэтому их можно обнаружить только при многократных измерениях.

Причиной возникновения случайных погрешностей является наложение многих слабых факторов, независимо искажающих показания прибора. Влияние каждого из этих факторов может быть несущественным, но их суммарное воздействие, комбинируясь случайным образом, может привести к заметным результирующим погрешностям. С помощью математической статистики можно оценить вероятность того, что случайные погрешности не превосходят определённой величины.