Оценка основных метрологических характеристик: Рекомендации к выполнению практических занятий по курсу "Метрологическое обеспечение технологических процессов"

Если за изменение выходной величины прибора принять перемещение стрелки, то чувствительность S и цена деления   являются обратными величинами:

Задача 2. Для технического манометра класса 1,5 нормальная температура окружающей среды равна  (20 + 5)^оC, рабочая температура – (+ 5 ¸ +50)^оC.

Какие погрешности будут характеризовать показания прибора при температуре окружающей среды t = 24 ^oC, t = 10 ^oC и t = 55 ^oC при условии, что остальные влияющие величины имеют нормальные значения?

Решение Основная погрешность Сu – погрешность Сu , используемого при нормальных условиях.

Нормальную область значений задают пределами изменений влияющих величин, а так же их номинальными  значениями. Например, нормальная область значений температуры окружающей среды (влияющей величины) составляет (200,1)C° (допустимое отклонение от номинального значения), напряжение питающей сети (2204,4)В.

Всякое отклонение влияющей величины от своего номинального значения вызывает увеличение общей погрешности СИ. Если это увеличение незначительно, то им можно пренебречь, условия эксплуатации считают нормальными.

Выход значения влияющих величин за пределы нормальной области значений (то есть за пределы допускаемых отклонений от номинального значения) приводит к возникновению значительной погрешности, называемой дополнительной. Дополнительную погрешность нормируют для рабочей области значений влияющих величин.

При отклонении влияющих величин, превышающих границы рабочей области значений, погрешность не нормируют, хотя СИ может сохранять свою работоспособность.

На рисунке 6 показана связь между влияющими величинами и погрешностями:

Рисунок 6 – Связь между влияющими величинами и погрешностями

При температуре + 24^оС будет иметь место основная погрешность, так как нормальные условия работы прибора - (20 +5) ^оС. При t = +10 ^оС, кроме основной погрешности, будет иметь место изменение показаний прибора под действием влияющих величин, то есть дополнительная погрешность. Погрешность при t= +55 ⁰C не нормируется, так как она выходит за пределы рабочей области температур.

Задача 3. Температура в термостате измерялась техническим термометром со шкалой 0 – 500 ^оC, имеющим предельно допустимую погрешность  4⁰. Показание термометра составило 346 ^оC Одновременно с техническим термометром в термостат был погружен лабораторный термометр, его показания составили 352 ^оC. Поправка по свидетельству составляет –1 ^оC и поправка на выступающий столбик +5 ^оC

Сопоставить действительное значение погрешности показаний техническим термометром с пределами допускаемой основной погрешности.

Решение. Действительное значение технического термометра находятся в интервале температуры (3464)^оC или (342-350)°C; Действительное значение температуры по показаниям лабораторного термометра можно определить с учетом поправок:

==352+(-1)+(0,5)=351,5 ^оC

Отсюда следует, что действительная погрешность технического термометра выходит за допускаемые пределы.

Задача 4.Было произведено однократное измерение термо-ЭДС потенциометром класса 0,5 градуировки термопары ХК со шкалой 200-600 ^оC. Указатель стоит на отметке 550 ^оC.

Оценить максимальную относительную погрешность измерения на отметке 550 ^оC. Условия работы нормальные. Зависит ли относительная погрешность от показаний прибора?

Решение: Предельно допускаемые абсолютные погрешности можно определить через класс потенциометра К и диапазон измерения потенциометра.

.

Для потенциометра погрешность выражается в милливольтах, поэтому в соответствии с градуировкой ХК (приложение Б) показания потенциометра будут:

 (600⁰С, 0⁰С)=49,11 мВ,

 (200⁰С, 0⁰С)=14,59 мВ,

 мВ.

Заметим, что предел абсолютной допускаемой погрешности одинаков для всех отметок шкалы.

Предел относительной погрешности на отметке 550 ^оC равен:

.

Величина увеличивается к началу шкалы. Например, на отметке 300 C° он будет равен:

Поэтому диапазон измерений прибора надо выбирать так, чтобы значение