Ø По сведениям условия задачи установить метрологические характеристики прибора: предел измерения Аmах, класс точности, входное сопротивление, цену деления Спр, нормальный и рабочий диапазоны влияющих величин.
Ø По значениям заданных в условии и установленных выше нормальных и рабочих диапазонов влияющих величин принять решение о возможности оценки дополнительных инструментальных составляющих погрешностей.
* Рассчитать основную относительную погрешность δосн прибора:
- если класс точности представлен в форме приведенной погрешности γ (обозначено числом без дополнительных знаков, например, 1,5), то
δосн = γ * Amax /А.
- если класс точности представлен в форме относительной погрешности δпр (обозначено числом в кружке, например, 2,5 ) , то
δосн = δпр
- если класс точности представлен в форме дроби c/d (например, 0,5/0,1), то
* Рассчитать дополнительные составляющие погрешности, руководствуясь рекомендациями на используемые приборы в ГОСТ 22261 – 81 (для задач контрольной работы эти рекомендации приведены в конце условия).
- Оценить методическую составляющую погрешности результата измерения и принять решение о целесообразности её учёта.
Методическая составляющая метода непосредственной оценки при измерении напряжения δU (или тока δI) зависит от соотношения сопротивления R ветви, в которой выполняются измерения, и входных параметров вольтметра RV или Rвх и Свх (амперметра RA или RA, LA) и может быть выражена соответственно:
- для цепей постоянного тока
δU = -100R/(R + RV) ; δI = -100 RA/(R + RA);
- для цепей переменного тока
δU = -100R/(R + Zвх) ; δI = -100 ZA/(R + ZA);
Здесь Zвх = ; ZA = ;
ХС = ; XL = .
Если модуль методической погрешности (или тока δI) не превышает 15% модуля основной погрешности, то её можно не учитывать.
В противном случае ( ), т.к. методическая составляющая однозначна и постоянна, её следует ввести как поправку в результат измерений
Здесь Ā – исправленный результат измерения.
- Субъективную составляющую погрешности (погрешность отчёта) принимают равной половине цены деления прибора Спр, т.е.
- Пользуясь рекомендациями (см. подраздел «Общие сведения») необходимо найти результирующую погрешность в относительной форме.
* при числе составляющих погрешностей, заданных границами, i 3
* при числе составляющих погрешностей больше трёх, необходимо, задавшись доверительной вероятностью Рд = 0,95, воспользоваться формулой
При расчёте результирующей погрешности δΣ необходимо помнить, что методическая составляющая либо учтена при исправлении результата измерений либо ею пренебрегли.
Абсолютная погрешность результата измерения определяется по формуле
или
- записать результат измерения в установленной стандартом форме
Ā ± ΔΣ
или
Ā ± ΔΣ(Рд); Рд = 0,95
Если методическая составляющая не учитывалась, то вместо исправленного результата Ā необходимо указывать А.
Пример решения задачи
Оценить погрешность и представить в установленной стандартом форме результат однократного измерения, вольтметром типа Ф386, относящегося к группе 2 (ГОСТ 22261 – 81).
Характеристики прибора: конечное значение диапазона измерений Umax = 10V; класс точности 0,2/0,1; входное сопротивление Rвх = 4 МΩ, входная ёмкость Свх = 15 рF; частотный диапазон 45….10000…20000Hz; рабочий диапазон напряжений источника питания вольтметра Uпит = 200V±10%; отсчётное устройство – цифровое.
Условия измерений: сопротивление ветви R = 10 kΩ; показания прибора составили К-ю часть от Umax (К=0,8); температура окружающей среды tв = 35ºС; напряжённость внешнего магнитного поля Н = 400 А/m; указание об угле отклонения прибора от нормального положения отсутствует (т.е. Δα = 0); частота измеряемой величины 10000 Hz; напряжение источника питания вольтметра Uпит = 220V.
* от температуры окружающей среды (т.к. tв отличается от нормальной tн = 20ºС, но не выходит за пределы рабочих температур от 10 до 35ºС, то для оценки следует воспользоваться правилами, указанными в условиях задач [9,10]
* от влияния внешнего магнитного поля напряжённостью Н = 400 А/m
В соответствии с правилами
δн=±1,5%
* от частоты измеряемой величины
Т.к. частота 10000 Hz входит в нормальную область частот вольтметра (подчёркнутая в частотном диапазоне), то
δf = 0
* от напряжения источника питания вольтметра
Т.к. напряжение питания соответствует нормальному диапазону (220V±2%), то эта составляющая погрешности равна нулю, т.е.
δn = 0.
3. Методическая составляющая при Rвх и Свх определяется по формуле
где
Т.к. то методическую составляющую следует учитывать как поправку.
Исправленный результат измерения
4. Субъективная составляющая погрешности для цифровых приборов равна нулю, т.е.
δоп = 0.
5. Результирующая погрешность
Т.к. число не исключённых систематических составляющих погрешностей, заданных границами, не превышает трёх, то
- если класс точности представлен в форме относительной погрешности δпр (обозначено числом в кружке, например, 2,5 ) , то
; ZA = 
;
; XL = 
.
(или тока δI) не превышает 15% модуля основной погрешности, то её можно не учитывать.
), т.к. методическая составляющая однозначна и постоянна, её следует ввести как поправку 
в результат измерений
3
то методическую составляющую следует учитывать как поправку.
