Что означает класс точности измерительного прибора; Школа для электриков: электротехника и электроника

Для того чтобы заранее определить, какая погрешность измерительного прибора повлияет на результат, используются стандартизированные значения погрешности. Это максимально допустимые погрешности для данного типа измерительного прибора.

Что такое класс точности измерительного прибора?

Класс точности средства измерений – это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей и другими характеристиками, влияющими на точность. Значения этих пределов приведены в стандартах на каждый тип средств измерений. Класс точности средства измерений характеризует его точностные характеристики, но не является прямым показателем точности измерений, выполненных с помощью этого средства.

Чтобы заранее оценить неопределенность, с которой данное средство измерения повлияет на результат измерения, используются стандартизированные значения неопределенности. Это неопределенности, которые ограничивают точность конкретного типа измерительного прибора.

Погрешности отдельных средств измерений данного типа могут варьироваться и иметь различные систематические и случайные составляющие, но взятая в целом, погрешность средства измерений не должна превышать стандартного значения. Пределы основной погрешности и факторы влияния записаны в паспорте каждого средства измерения.

Основные способы обоснования допустимых погрешностей и определения классов точности средств измерений указаны в ГОСТе.

Что означает класс точности измерительного прибора?На шкале средства измерений значение класса точности средства измерений обозначено в виде числа, указывающего на величину стандартной погрешности. Выраженный в процентах, он может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т.д.

Если класс точности, указанный на шкале, обведен кружком, например, 1,5, это означает, что ошибка чувствительности δ s = 1,5 процента. Это стандартизация погрешностей нагрузочных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, трансформаторов тока и напряжения и т.д.).

Это означает, что для данного средства измерения неопределенность чувствительности δ s= d x/x является постоянной для каждого значения x. Предел относительной погрешности δ (x) постоянен и при каждом значении x просто равен δ s, тогда как абсолютная погрешность результата измерения определяется как d x= δ sx

Для таких измерительных приборов всегда указываются границы рабочего диапазона, в пределах которого действительна оценка.

Если номер класса точности не подчеркнут на шкале измерительного прибора, напр. 0,5, это означает, что прибор предназначен для измерения уменьшенной погрешности нуля δ o = 0,5 %. Для таких приборов для каждого значения x предел абсолютной нулевой погрешности d x= d o=const, а δ o= d o/xn.

Если шкала измерительного прибора равномерная или ступенчатая, а нулевая точка находится на краю шкалы или за ее пределами, то xn принимается за верхний предел диапазона измерений. Если нулевая точка находится в центре шкалы, то xn равен диапазону измерения, например, для миллиамперметра со шкалой от -3 до +3 мА, xn = 3 – (-3)=6 A.

портативный аналоговый амперметрОднако было бы серьезной ошибкой считать, что амперметр с классом точности 0,5 обеспечит точность ±0,5% во всем диапазоне измерений. Погрешность δ o увеличивается обратно пропорционально x, т.е. относительная погрешность δ (x) равна классу точности средства измерений только в последней точке шкалы (при x = xk). При x = 0,1xk это в 10 раз превышает класс точности. По мере приближения x к нулю δ (x) уходит в бесконечность, т.е. эти приборы не могут измерять на начальной части шкалы.

Средства измерений с резко неравномерной шкалой (например, омметры) указывают класс точности в долях длины шкалы и обозначаются как 1,5 со знаком “угол” под цифрами.

Если точность измерительного прибора указана в виде дроби (например, 0,02/0,01), это означает, что приведенная погрешность в конце диапазона измерений составляет δ prak = ±0,02 %, а в конце диапазона δ prak = -0,01 %. К таким измерительным приборам относятся высокоточные цифровые вольтметры, потенциометры постоянного тока и другие высокоточные приборы. В данном случае.

где xk – верхний предел измерения (конечное значение шкалы измерителя), x – измеряемое значение.

Класс точности 2.5

Что такое класс точности

Определение: “Класс точности измерений – это общая характеристика точности средства измерений, определяемая пределами допустимых основной и дополнительной погрешностей, а также другими влияющими факторами.

Сам по себе класс не является фиксированным значением измерения, поскольку само измерение часто зависит от многих переменных: места измерения, температуры, влажности и других факторов, класс может лишь определить диапазон относительной погрешности данного прибора.

Нормативные эталонные значения также могут быть использованы для предварительной оценки неопределенности, которую будет измерять прибор.

Устаревание, несовершенство производства счетчиков и внешние воздействия являются основными факторами, вызывающими изменчивость погрешности.

Относительная неопределенность – это отношение абсолютной неопределенности к модулю истинного приближения полученного значения, измеряемое в %.

Абсолютная неопределенность рассчитывается как следующим образом:

∆=±a или ∆=(a+bx)

x – число делений, нормирующее значение ∆

a, b – положительные числа, не зависящие от x

Абсолютные и уменьшенные погрешности рассчитываются по следующим формулам, см. таблицу ниже.

1.5 Для ограничения точности конкретного типа средств измерений необходимо установить ограниченное число классов точности, которые будут определены в технико-экономическом обосновании. 2.

2. ОБОСНОВАНИЕ И ФОРМЫ ВЫРАЖЕНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

2.1 Требования должны быть установлены для каждой характеристики, подлежащей стандартизации, отдельно.

2.2 Пределы допускаемых основных и дополнительных неопределенностей должны быть выражены в виде уменьшенных, относительных или абсолютных неопределенностей в зависимости от характера изменения неопределенности в пределах диапазона измерений, а также от условий применения и назначения средств измерений конкретного типа (см. приложение 3). Пределы допустимой дополнительной погрешности могут быть выражены в иной форме, чем пределы допустимой основной погрешности.

Примечание. Предпочтительнее выражать пределы допустимой погрешности в терминах уменьшенных и относительных погрешностей, так как это позволяет выразить пределы допустимой погрешности числом, которое остается неизменным (числа, которые остаются неизменными) для приборов одинаковой точности, но с разными верхними пределами.

2.3 Пределы допускаемой основной погрешности устанавливаются в порядке, указанном ниже.

2.3.1 Пределы допускаемой абсолютной основной погрешности определяются по следующей формуле

(1)

, (2)

где – предел абсолютной основной погрешности, выраженный в единицах входа (выхода) измеряемой величины или условно в делениях шкалы;

– значение измеряемой величины на входе (выходе) средства измерений или число делений, отсчитанных по шкале;

, – положительные числа, не зависящие от .

В соответствующих случаях пределы абсолютной погрешности устанавливаются по более сложной формуле или в виде графика или таблицы.

Примечание. При применении формулы (1) или (2) к приборам, используемым с показаниями интервалов между любыми отметками на шкале, допускается указывать, что погрешность каждого отдельного прибора не должна превышать указанного предела, оставаясь только положительной или только отрицательной.

2.3.2 Пределы допустимой уменьшенной основной погрешности определяются по формуле

, (3)

где – пределы допускаемой приведенной фундаментальной погрешности, %;

– пределы абсолютно допустимой основной погрешности, определяемые по формуле (1);

– нормализующая величина, выраженная в тех же единицах, что и ;

– положительное абстрактное число, которое можно выбрать из диапазона 1-10; 1.5-10; (1.6-10); 2-10; 2.5-10; (3-10); 4-10; 5-10; 6-10 (=1, 0, -1, -2 и т.д.).

Значения в скобках не относятся к вновь разработанным инструментам.

Для одного и того же класса средств измерений может быть установлено не более пяти различных пределов допускаемой основной погрешности для одного типа средств измерений.

2.3.3 Калибровочное значение для средств измерений с равномерной, почти равномерной или градуированной шкалой (см. приложение 4) и для измерительных преобразователей, когда нулевое значение входного (выходного) сигнала находится в диапазоне измерений или вне его, должно быть установлено равным большему из пределов измерений или равным большему из пределов измерений модулей, если нулевое значение находится внутри диапазона измерений.

Для электроизмерительных приборов с равномерной, почти равномерной или градуированной шкалой и нулевой точкой в диапазоне измерений, нормирующее значение может быть установлено равным сумме модулей пределов измерений.

2.3.4 Для средств измерений физических величин, для которых принята шкала с условной нулевой точкой, нормирующее значение устанавливают равным модулю разности пределов измерений (см. приложение 2, п. 4).

2.3.5 Для средств измерений с определенным номинальным значением стандартное значение должно быть установлено равным этому номинальному значению (см. приложение 2, пункт 5).

2.3.6 Для средств измерений с существенно неравномерной шкалой стандартное значение должно быть отнесено к полной длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае пределы абсолютной неопределенности выражаются, как и длина шкалы, в единицах длины.

2.3.7. В случаях, не предусмотренных пунктами 2.3.3 – 2.3.6, указания по выбору опорного значения должны быть приведены в стандартах на средства измерений конкретного типа.

2.3.8 Пределы допускаемой относительной основной погрешности определяют по формуле

, (4)

если он определяется формулой (1),

, (5)

где – пределы допускаемой относительной основной погрешности, %;

– абстрактное положительное число, выбираемое из ряда, приведенного в параграфе 2.3.2;

– больший (по модулю) из пределов измерения;

, – положительные числа, выбираемые из диапазона, указанного в пункте 2.3.2.

;

Если это оправдано, пределы допустимой относительной основной погрешности устанавливаются либо с помощью более сложной формулы, либо в виде диаграммы или таблицы.

В стандартах и/или технических условиях на средства измерений должно быть указано минимальное значение, равное , от которого должен применяться метод выражения пределов относительной допускаемой погрешности.

Связь между числами и должна быть указана в стандартах на средства измерений соответствующего типа.

2.4 Установлены пределы для дополнительных ошибок

либо как постоянные значения для всего рабочего диапазона величины влияния, либо как постоянные значения для интервалов в пределах рабочего диапазона величины влияния;

Указанием отношения предельного значения допустимой дополнительной погрешности, соответствующей предельному значению в предельном диапазоне влияющей величины, к этому диапазону;

Владелец несет ответственность за использование просроченного счетчика. Для поверки прибор разбирается и передается в специализированную лабораторию, где измеритель подвергается тщательному осмотру и проверке погрешности измерений.

Для чего он используется

Различные типы измерительных трансформаторов можно встретить как в небольших устройствах размером со спичечный коробок, так и в крупных энергосистемах. Их основная задача – снижение первичных токов и напряжений до значений, необходимых для измерительных приборов, защитных реле и автоматики. Использование понижающих индукторов обеспечивает защиту нисходящих и восходящих цепей, поскольку они отделены друг от друга.

Редукторы делятся по своим рабочим характеристикам и предназначены для:

  • измерение. Они пропускают вторичный ток к приборам;
  • защита токовых цепей;
  • Лабораторное использование. Эти редукторы относятся к высокому классу точности;
  • Трансформация, они рассматриваются как промежуточные инструменты.

Измерение

Измерительный трансформатор необходим для снижения высокого тока основного напряжения и передачи его измерительным приборам. Подключение стандартных приборов к высоковольтной сети потребовало бы громоздких установок. Внедрение инструментов такого размера не является ни экономичным, ни целесообразным.

Использование понижающих трансформаторов позволяет использовать обычные измерительные приборы в нормальном режиме работы, что расширяет область их применения. Благодаря пониженному напряжению они не требуют дополнительных модификаций. Трансформатор отделяет высокое сетевое напряжение от напряжения питания приборов, обеспечивая их безопасное использование. Точность измерений электрической энергии зависит от их класса.

Защита

Помимо питания измерительных приборов, понижающие трансформаторы подают напряжение на системы защиты и автоматические блокировки. Потому что в электросети происходят перепады напряжения и перенапряжения, что приводит к катастрофическим последствиям для прецизионных устройств схемы.

В энергоустановках оборудование делится на питающее и вспомогательное, которое управляет процессами в первичной цепи оборудования. Высоковольтное оборудование располагается на открытых площадках или в оборудовании. Вспомогательное оборудование расположено на релейных блоках внутри распределительных щитов.

Промежуточным элементом между силовыми агрегатами и устройствами измерения, управления, контроля и защиты являются понижающие или измерительные трансформаторы. Они отделяют первичные и вторичные цепи от повреждающего воздействия силовых агрегатов на чувствительные измерительные приборы и защищают обслуживающий персонал от повреждений.

2) При косвенных измерениях (например, определение объема цилиндра по его диаметру и высоте) все измеренные вершины должны быть определены с примерно одинаковой относительной точностью.

Какой класс точности должен иметь счетчик электроэнергии

Выбор подходящего счетчика электроэнергии для квартиры или дома – сложная задача, требующая учета многих факторов, включая класс точности.

При замене старого электросчетчика, установленного в квартире, частном доме или гараже, важно ориентироваться не только на номинальную мощность, но и на класс точности, который обратно пропорционален цифровому значению, указанному производителем. Поэтому помните, что чем меньше цифра на передней панели, тем выше уровень класса.

Электронные счетчики электроэнергии постепенно вытесняют старые индуктивные счетчики. Однако индуктивный счетчик электроэнергии все еще используется и имеет некоторые преимущества.

Читайте здесь, что такое трансформатор тока и как он работает.

Существует разница между одноступенчатым и многоступенчатым счетчиком. О том, как получить правильные показания, вы можете узнать здесь.

Для плоского

легализация счетчика

Класс точности счетчика будет оказывать непосредственное влияние на все отклонения в работе, такие как процентное отклонение от фактического количества всей потребленной электроэнергии.

Бытовое использование такого счетчика в условиях квартиры предполагает приемлемый средний класс точности около двух процентов.

Например, фактическое потребление 100 кВт предполагает значение между 98 кВт и 102 кВт. Чем меньше число, указанное в сопроводительной технической документации для класса точности, тем меньше будет погрешность. Следует отметить, что версия электросчетчиков с наибольшей точностью отображения погрешности обычно стоит дороже других моделей.

Для того чтобы определить основные характеристики квартирного счетчика, при выборе модели счетчика важно обратиться за консультацией в электроэнергетическую компанию. В большинстве случаев все нюансы обязательно прописываются в договоре, который заключается в момент поставки электроэнергии между организацией и потребителем.

Обратите внимание, что в соответствии с российским законодательством в договорах между потребителем и организацией-поставщиком указывается только нижний уровень. Потребители не ограничены законом в выборе верхнего уровня.

Во всех жилых домах в обязательном порядке должны быть установлены приборы учета с классом точности один или выше. Все счетчики электроэнергии в жилых домах класса 2.0 должны быть заменены в случае выхода из строя или во время плановой поверки.

Для частных домохозяйств

учет электроэнергии в одноквартирном доме

Прежде чем выбрать конкретную модель счетчика электроэнергии, необходимо выяснить основные технические особенности прибора, а также установить все условия поставки энергии в частный дом.

При отсутствии необходимых данных в сопроводительной документации рекомендуется привлечь специалистов для уточнения типа напряжения, а также учесть количество подключаемых бытовых приборов и энергозависимых устройств.

Рекомендуется заранее позаботиться о составлении правильной электрической схемы для частного дома.

Для бытового потребления используются счетчики электроэнергии с точностью измерения 2,5% и более. Это пределы, установленные для индуктивных или электромеханических счетчиков. Наиболее точные электронные и цифровые модели имеют точность 1,0 или 1,5. В настоящее время не выпускаются бытовые счетчики с более высокими классами точности.

Для установки в жилых помещениях лучше всего подходят приборы с классом точности 2,0 % и с функцией измерения ночью и днем.

Решение.1. Измеритель имеет неравномерную шкалу, поэтому длина измеряемого расстояния является стандартным значением формулы (2) для класса точности. Lp

Класс точности измерительного прибора

  • Классы точности присваиваются средствам измерений при их проектировании (по результатам приемочных испытаний). В связи с тем, что их метрологические характеристики обычно ухудшаются в процессе эксплуатации, допускается снижение класса точности по результатам поверки (калибровки). Таким образом, класс точности указывает пределы, в которые попадает неопределенность измерения в данном классе. Это важная информация при выборе прибора в зависимости от требуемой точности.
  • Классы точности для данного типа средств измерений определены в WP. В то же время для каждого класса точности установлены конкретные требования к метрологическим характеристикам, которые в совокупности отражают уровень точности средств измерений данного класса. Эталон единицы измерения – это техническое средство для воспроизведения, хранения и передачи единицы измерения.
  • Средства измерений с двумя или более диапазонами измерений одной и той же физической величины могут быть отнесены к двум или более классам точности. Средствам измерений, предназначенным для измерения двух или более физических величин, могут быть присвоены различные классы точности для каждой измеряемой величины. Для ограничения номенклатуры точности средств измерений на основе технико-экономических обоснований для данного типа средств измерений должно быть установлено ограниченное число классов точности.
  • Классы точности цифровых средств измерений со встроенными вычислительными устройствами для дополнительной обработки результатов измерений устанавливают без учета режима обработки.

Методы нормирования и формы выражения метрологических характеристик

Пределы допускаемых основных и дополнительных погрешностей должны быть выражены в виде уменьшенных, относительных или абсолютных погрешностей в зависимости от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений и от применения и предполагаемого использования средств измерений конкретного типа. Границы для дополнительной неопределенности могут быть выражены в другой форме, чем границы для основной неопределенности.

Пределы максимально допустимой погрешности указаны в следующем порядке:

Пределы абсолютно допустимой погрешности определяются по следующей формуле:

Δ = ± a или Δ = ± (a + b-x)

  • где Δ – абсолютные пределы основной погрешности (в единицах измерения или условных делениях шкалы)
  • х – значение измеряемой величины, a, b – положительные числа, не зависящие от x.

Пределы допустимой приведенной фундаментальной погрешности определяются по формуле:

γ = Δ / Xp = ± p

  • где γ – предел уменьшенной фундаментальной погрешности в %,
  • Δ – это предел абсолютной погрешности,
  • p – положительное число, выбранное из диапазона 1-10n, 1,5-10n, (1,6-10n)*, 2-10n, 2,5-10n, (3-10n)*, 4-10n, 5-10n, 6-10n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.)
    *не должна быть фиксированной для проектируемых приборов, допускается для одного типа прибора иметь не более пяти различных пределов допускаемой основной погрешности для одного и того же значения шага n.

Присвоенное стандартное значение Xn .

  • Для средств измерений с равномерной, почти равномерной или сплошной шкалой и для измерительных преобразователей, если нулевое значение измеряемого параметра находится на крайнем пределе или вне диапазона измерений, стандартное значение устанавливается как больший из пределов. Для средств измерений, в которых нулевое значение измеряемого параметра лежит внутри диапазона измерений, стандартизованное значение должно быть равно большему из модулей пределов измерений.
  • Для электроизмерительных приборов, имеющих равномерную, почти равномерную или градуированную шкалу и нулевую точку в диапазоне измерений, стандартное значение может быть установлено равным сумме модулей пределов измерений.
  • Для средств измерений физической величины, для которых принята шкала условного нуля, стандартизованное значение должно быть равно модулю пределов измерений.
  • Для средств измерений с фиксированным номинальным значением нормирующее значение должно быть установлено равным этому номинальному значению.
  • Для средств измерений с существенно неравномерной шкалой стандартное значение должно быть установлено равным всей длине шкалы или ее части, соответствующей диапазону измерений. В этом случае выражаются пределы абсолютной погрешности, а также длина шкалы в единицах длины.

Пределы допустимой относительной основной погрешности определяются по формуле

δ = Δ / x = ± q

  • где c = b + d; d = a / |xk|δ – пределы допустимой относительной основной погрешности в %, Δ – абсолютные пределы элементарной погрешности (в единицах измеряемой величины или условных шкалах) х – значение измеряемой величины, xc – наибольший (по модулю) из пределов измерения, a, b – положительные числа, не зависящие от x. q, c, d – положительное число, которое можно выбрать из диапазона 1-10n, 1,5-10n, (1,6-10n)*, 2-10n, 2,5-10n, (3-10n)*, 4-10n, 5-10n, 6-10n (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.). *не фиксируется для вновь разрабатываемых приборов, для приборов данного типа допускается фиксировать не более пяти различных пределов допускаемой элементарной погрешности с одним и тем же значением шага n. Если это оправдано, пределы относительной допустимой погрешности должны определяться по более сложной формуле, графику или таблице. В стандартах на средства измерений или технических условиях должно быть указано минимальное значение x, начиная с которого применим метод выражения пределов относительной допускаемой погрешности. Соотношение между c и d указывается в обозначении конкретного прибора.

Пределы дополнительных ошибок определяются одним из следующих способов

  • как постоянное значение по всей рабочей области величины влияния или как постоянные значения в пределах рабочей области величины влияния;
  • указанием отношения предела дополнительной погрешности, соответствующего регулируемому диапазону величины влияния, к этому диапазону
  • указанием зависимости предела дополнительной погрешности от величины влияния (предельная функция влияния);
  • указанием функциональной зависимости предела допуска от номинальной функции влияния.

Указание классов точности приборов в документации :

  • Для средств измерений, для которых пределы допускаемой основной погрешности условно выражены в терминах абсолютной неопределенности или относительной неопределенности, причем последняя указывается с помощью графика, таблицы или формулы, классы точности обозначаются в документации заглавными буквами латинского алфавита или римскими цифрами.
  • При необходимости к классам точности добавляются подписи в виде арабских цифр. Классы допуска с более низкими пределами допуска обозначаются буквами, расположенными ближе к началу алфавита, или цифрами с меньшими разрядами.
  • Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых условно выражены в виде приведенной погрешности или в виде относительной погрешности по формуле δ = Δ / x = ± q, классы точности в документации должны быть указаны цифрами, равными этим пределам погрешности, выраженным в процентах. Таким образом, указание класса точности дает прямое представление о пределе допустимой основной погрешности.
  • Для средств измерений, пределы допускаемой основной погрешности которых условно выражены в виде относительной погрешности по формуле δ = ± , классы точности в документации должны быть обозначены цифрами c и d, разделенными косой чертой.
  • Допускается указывать классы точности в документации на прибор так же, как и на средствах измерений.
  • В инструкции по эксплуатации средства измерений конкретного типа, содержащей обозначение класса точности, должна быть ссылка на стандарт или технические условия, определяющие класс точности средства измерений.

Индикация классов точности на измерительных приборах :

  • Классы точности должны быть обозначены на циферблатах, лицевых панелях и корпусах средств измерений.
  • Если на средствах измерений с неравными шкалами указаны классы точности, то в информационных целях указываются также пределы допускаемой относительной погрешности для части шкалы, обозначенной символами (например, точками или треугольниками). Значение предела допустимой погрешности в этом случае прибавляется к значению предела относительной погрешности путем добавления знака процента и записи в круге. Обратите внимание, что это не является показателем класса точности.
  • Обозначение класса точности может быть опущено для высокоточных мер и для средств измерений, для которых внешняя маркировка, специфическая для данного класса, предписана действующими стандартами, например, параллелограмм и шестиугольник для гирь общего назначения.
  • За исключением случаев, когда это технически оправдано, обозначение класса точности должно быть нанесено вместе с символами класса точности на циферблате, лицевой панели или корпусе средства измерений по стандарту или техническим условиям, устанавливающим технические требования к средству измерений.
  • Средства измерений, имеющие различные классы точности с различными полями влияющих величин в зависимости от условий их применения, должны иметь маркировку с указанием условий применения, установленных в стандартах или технических условиях на соответствующие средства измерений.

Объяснение символов класса точности на измерительных приборах :

Определение класса точностиФорма выражения ошибкиПределы допустимой основной погрешностиПримечание
на измерительном приборев документации
0,5Класс точности 0,5Руководствоγ = ±0,5%Стандартное значение, выраженное в единицах измеряемой величины
Класс точности 0,5γ = ±0,5%Эталонное значение, равное длине или части шкалы
Класс точности 0,5Относительноδ = ±0,5%δ = Δ / x
0,02/0,01Класс точности 0,02/0,01δ = ±[0,02 + 0,01-(|xc / x| – 1)] %.δ = ±

Класс точности, хотя и характеризует общие метрологические свойства данного средства измерений, не определяет однозначно точность измерения, поскольку последняя зависит от метода измерения и условий, в которых оно проводится.

Читайте далее:
Сохранить статью?