Природа процессов метрологического старения средств измерений, страница 2

Характер выхода полосы погрешностей средств измерений за нормируемые пределы

Для того чтобы обеспечить долговременную метрологическую работоспособность СИ, заводы-изготовители вынуждены идти на то, чтобы у вновь изготовленного прибора его фактическая по­грешность была в 1,25—2,5  раза меньше, чем нормированное значение допускаемого для данного прибора предела погрешно­сти. Другого практического пути избежать большого числа рек­ламаций у изготовителя не существует.

При выпуске с завода нового прибора положению его по­лосы погрешностей между нормированных пределов, соответ­ствующих классу точности ±gкл, стремятся придать вид, показан­ный на рис. 1-3,а, когда систематическая составляющая погреш­ности в среднем по всему диапазону изменения измеряемой величины х равна нулю, а ширина полосы погрешностей, опреде­ляемая лишь случайными отклонениями, не превосходит, напри­мер, значений ±0,3 gкл.

Фактическое соотношение случайной и систематической со­ставляющих. Это соотношение при дальнейшей эксплуатации прибора несколько отличается от описанной идеализированной картины (рис. 1-3, а). Это объясняется тем, что для устранения возможного появления при дальнейшей эксплуатации прогресси­рующей погрешности в виде смещения нуля все приборы, как правило, снабжаются корректором для установки указателя на нулевую отметку. Производя такую установку, потребитель поль­зуется показаниями этого же прибора с присущей ему слу­чайной погрешностью, т. е., производя установку нуля, вносит систематическую погрешность, равную случайной погрешности этого прибора, другими словами — фиксирует мгновенную реали­зацию случайной погрешности прибора в качестве систематиче­ской составляющей для всех последующих измерений.

Рис. 1-3

Для определения численной оценки возрастания погрешности вследствие этого явления в поверочной лаборатории ЛПЭО «Электросила» был поставлен следующий эксперимент. Опытному доверителю было предложено повторить два раза многократную поверку прибора на одной и той же числовой отметке шкалы:

первый раз — устанавливая заново корректором указатель на нулевую отметку перед каждой поверкой, а другой раз — с од­нажды установленным и заклеенным корректором. Во втором случае дисперсия отсчетов по образцовому потенциометру оказа­лась ровно в два раза меньше, чем в первом. Следовательно, устанавливая корректором каждый раз заново указатель на ну­левую отметку, поверитель вносит точно такую же случайную погрешность, какая характерна для данного прибора, и общая дисперсия отсчетов  удваивается, т. е. ширина полосы погрешно­стей при эксплуатации становится равной не ±0,3 gкл, а gкл Ö0,3² + 0,3² = 0,4gкл. Это следует иметь в виду не только при использовании ручной коррекции нуля в простейших при­борах, но и при автоматической коррекции нуля и чувствитель­ности в современных измерительных каналах ИИС и ИВК.

Смещение полосы погрешностей при длительной эксплуата­ции СИ. В результате накопления прогрессирующих погрешностей (как в виде смещения нуля, так и в виде изменения чувствительности) положение полосы погрешностей СИ относи­тельно нормированных пределов ±gкл (показаны на рис. 1-3 штриховыми линиями) через какое-то время может принять вид, показанный на рис. 1-3,б.

С помощью установки нуля корректором может быть произ­ведено параллельное смещение полосы погрешностей до положения, показанного на рис. 1-3, в. Такое положение полосы по­грешностей относительно нормированных границ ±gкл, когда фактические погрешности минимальны в области х =0 и дости­гают максимальных значений на конце диапазона измерений прибора или измерительного канала, наиболее характерно при дальнейшей эксплуатации СИ.