檢測儀器的精度等級與容許誤差

發(fā)布時間:2024-02-21
1.精度等級
工業(yè)檢測儀器(系統(tǒng))常以最大引用誤差作為判斷精度等級的尺度。人為規(guī)定:取最大引用誤差百分數(shù)的分子作為檢測儀器(系統(tǒng))精度等級的標志,也即用最大引用誤差去掉正負號和百分號后的數(shù)字來表示精度等級,精度等級用符號g表示。
為統(tǒng)一和方便使用,國家標準gb 776-76《測量指示儀表通用技術(shù)條件》規(guī)定,測量指示儀表的精度等級g分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七個等級,這也是工業(yè)檢測儀器(系統(tǒng))常用的精度等級。檢測儀器(系統(tǒng))的精度等級由生產(chǎn)廠商根據(jù)其最大引用誤差的大小并以選大不選小的原則就近套用上述精度等級得到。
例如,量程為0~1 000 v的數(shù)字電壓表,如果其整個量程中最大絕對誤差為1.05 v,則有
由于0.105不是標準化精度等級值,因此需要就近套用標準化精度等級值。0.105位于0.1級和0.2級之間,盡管該值與0.1更為接近,但按選大不選小的原則該數(shù)字電壓表的精度等級g應(yīng)為0.2級。因此,任何符合計量規(guī)范的檢測儀器(系統(tǒng))都滿足
  (1)
由此可見,儀表的精度等級是反映儀表性能的最主要的質(zhì)量指標,它充分地說明了儀表的測量精度,可較好地用于評估檢測儀表在正常工作時(單次)測量的測量誤差范圍。
2.容許誤差
容許誤差是指檢測儀器在規(guī)定使用條件下可能產(chǎn)生的最大誤差范圍,它也是衡量檢測儀器的最重要的質(zhì)量指標之一。檢測儀器的準確度、穩(wěn)定度等指標都可用容許誤差來表征。按照部頒標準sj 943-82《電子儀器誤差的一般規(guī)定》的規(guī)定,容許誤差可用工作誤差、固有誤差、影響誤差、穩(wěn)定性誤差來描述,通常直接用絕對誤差表示。
(1)工作誤差
工作誤差是指檢測儀器(系統(tǒng))在規(guī)定工作條件下正常工作時可能產(chǎn)生的最大誤差。即當儀器外部環(huán)境的各種影響、儀器內(nèi)部的工作狀況及被測對象狀態(tài)為任意的組合時,儀器工作所能產(chǎn)生誤差的最大值。這種表示方式的優(yōu)點是使用方便,可利用工作誤差直接估計測量結(jié)果誤差的最大范圍。缺點是由于工作誤差是在最不利組合下給出的,而在實際測量中環(huán)境條件、儀表本身和被測對象所有最不利組合出現(xiàn)的概率很小,所以,用工作誤差來估計平時某次正常測量誤差,往往偏大。
(2)固有誤差
當環(huán)境和各種試驗條件均處于基準條件下時,檢測儀器所反映的誤差稱固有誤差。由于基準條件比較嚴格,所以,固有誤差可以比較準確地反映儀器本身所固有的技術(shù)性能。
(3)影響誤差
影響誤差是指僅有一個參量處在檢測儀器(系統(tǒng))規(guī)定工作范圍內(nèi),而其他所有參量均處在基準條件時檢測儀器(系統(tǒng))所具有的誤差,如環(huán)境溫度變化產(chǎn)生的誤差、供電電壓波動產(chǎn)生的誤差等。影響誤差可用于分析檢測儀器(系統(tǒng))誤差的主要構(gòu)成,以及尋找減小和降低儀器誤差的主要方向。
(4)穩(wěn)定性誤差
穩(wěn)定性誤差是指儀表工作條件保持不變的情況下,在規(guī)定的時間內(nèi),檢測儀器(系統(tǒng))各測量值與其標稱值間的最大偏差。用穩(wěn)定性誤差估計平時某次正常測量誤差,通常比實際測量誤差偏小。
工程上,常用工作誤差和穩(wěn)定性誤差結(jié)合來估計平時測量誤差和測量誤差范圍,評價檢測儀器在正常使用時所具有的實際精度。
一般情況下,儀表精度等級的數(shù)字愈小,儀表的精度愈高。如0.5級的儀表精度優(yōu)于1.0級儀表,而劣于0.2級儀表。工程上,單次測量值的誤差通常就是用檢測儀表的精度等級來估計的。但值得注意的是,精度等級高低僅說明該檢測儀表的引用誤差最大值的大小,它決不意味著該儀表某次實際測量中出現(xiàn)的具體誤差值是多少。
【例1】被測電壓實際值約為21.7 v,現(xiàn)有四種電壓表:1.5級、量程為0~30 v的a表;1.5級、量程為0~50 v的b表;1.0級、量程為0~50 v的c表;0.2級、量程為0~360 v的d表。請問選用哪種規(guī)格的電壓表進行測量產(chǎn)生的測量誤差較小?
【解】根據(jù)式,分別用四種表進行測量可能產(chǎn)生的最大絕對誤差如下:
答:四者比較,通常選用a表進行測量所產(chǎn)生的測量誤差較小。
由上例不難看出,檢測儀表產(chǎn)生的測量誤差不僅與所選儀表精度等級g有關(guān),而且與所選儀表的量程有關(guān)。通常量程l和測量值x相差愈小,測量準確度較高。所以,在選擇儀表時,應(yīng)選擇測量值盡可能接近的儀表量程。
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