Файл: Основы автоматизации.docx

Класс точности конкретного типа СИ устанавливают в стандартах технических требований (условий) или в других нормативных документах. СИ с двумя и более диапазонами измерений одной и той же физической величины допускается присваивать два и более класса точности. СИ, предназначенным для измерений двух и более физических величин, допускается присваивать различные классы точности для каждой измеряемой величины.

ГОСТ 8.401–80 «ГСИ. Классы точности средств измерений. Общие требования» устанавливает общие положения деления СИ на классы точности, обозначения классов точности и способы нормирования метрологических характеристик, комплекс требований к которым зависит от класса точности СИ.

В качестве основных ГОСТ 8.401–80 устанавливает три вида классов точности СИ:

- предел допускаемой абсолютной погрешности Δ_д в единицах измеряемой величины или делениях шкалы:

а) ∆_д = ±a;

б) ∆_д = ±(a + bx),

где x – значение измеряемой величины или число делений, отсчитанное по шкале; a и b – положительные числа, не зависящие от х.

- предел допускаемой относительной погрешности δ_д :

_а)

б) ,

где x_max – конечное значение диапазона измерения; x – текущее значение измеряемой величины; c и d – относительные постоянные величины.

128

- предел допускаемой приведенной погрешности γ_д:

γ_д = ±

где х_N – нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и ∆_д, принимаемое равным:

- конечному значению шкалы прибора, если нулевая отметка находится слева, в начале шкалы: х_N = x_max; x_min ≠ 0;

- разнице конечных значений шкалы, если нулевая отметка отсутствует:

х_N = x_max – x_min; x_min ≠ 0;

- сумме конечных значений шкалы, если нулевая отметка находится внутри шкалы: х_N = x_max + x_min; x_min < 0;

- номинальному значению измеряемой величины, если такое установлено: х_N = x_nom.

В табл. 8 приведены возможные варианты обозначений классов точности (цифровые значения даны в качестве примера).

---

Таблица 8. Обозначения классов точности

№ п/п	Пример обо-значения класса точности	Предел допускаемой погрешности	Форма выражения погрешности
1	0, 5	γд = ± 0, 5%	Максимальная относительная приведённая погрешность, где Хн – диапазон в единицах измеряемой величины
2	1,0	γд = ± 1%	То же, но диапазон равен длине шкалы или её рабочей части
3	1,5	δд = ± 1, 5 %	Постоянная относительная погрешность. Тогда Δд=δд· Х/100
4	0,5/0,1		Относительная погрешность, возрастающая с уменьшением измеряемой величины
5	А, В или С	Значение погрешности рассчитывается по формулам, приведённым в документации (ГОСТе) на данное СИ	Максимальная абсолютная погрешность ± Δд. На СИ указана одна из данных латинских букв

129

В соответствии с ГОСТ 8.401–80 значения классов точности должны соответствовать нормальному ряду:

(1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6) ∙ 10ⁿ , где n = -3; -2; –1; 0.

Классы точности присваивают СИ при их разработке с учетом результатов государственных приемочных испытаний.

Из обозначений классов точности, приведённых в табл. 2.2, наиболее часто встречаются обозначения № 1, 4 и 5.

Пример: Термопреобразователь сопротивления ТСМ – 1388 имеет маркировку 50М/С. Первые три знака 50М означает, что данное СИ имеет линейную НСХ с начальным значением сопротивления 50 Ом, крутизна которой определяется температурным коэффициентом сопротивления меди. Знак С определяет класс точности СИ (табл.8 , №5).

Согласно таблице 10.2, абсолютная допускаемая погрешность для данного ТС класса С рассчитывается по формуле:

---

где θ_изм – текущая температура.

Таблица 10.2 Технические данные преобразователей сопротивления

Тип ТС	Обозначение класса точности	Формулы для определения отклонений Δθ, ◦С	Температурный диапазон, ◦С
ТСП	А В С		-220…850 -220 …1100 -100…300
ТСМ	А Б С		-50…120 -50…200 -50…200

Пример: Класс точности СИ 0,5/0,1. Определить абсолютную и относительную погрешности СИ. В этом случае сначала вычисляется относительная погрешность результата измерения (табл.8, №4) по формуле:

,

А затем находится значение абсолютной погрешности по формуле:

_{где х текущее значение измеряемой величины.}

130

_{10.2. Расчёт погрешностей измерительных цепей}

АСК состоит из измерительных цепей, включающих в себя ПИП, нормирующий или промежуточный преобразователь, ВП и/или аналого-цифровой (АЦП) преобразователь для выхода на ЭВМ. Поэтому возникает необходимость в расчёте суммарных основных погрешностей таких комплектов, а также выборе диапазонов измерений или преобразования измерительных устройств.

---

При выборе диапазона измерения (преобразования) руководствуются следующими соображениями:

1. 
   Если известно рабочее (номинальное) значение Xnom измеряемого технологического параметра, то диапазон D = x_max – x_min; x_min = 0 определяется как
   

D = x_nom /0.7. (1)

2. 
   Если выбирается прибор (преобразователь) с безнулевой шкалой (диапазон преобразования), т. е. D = x_max – x_min; x_min ≠ 0, то рабочее значение измеряемого параметра может находиться посередине диапазона.
   
3. 
   Значения диапазонов D выбирается из нормальных рядов, для соответствующих СИ.
   

При расчёте суммарных основных погрешностей измерительных цепей при отсутствии корреляции пользуются формулой геометрического суммирования:



где – погрешность i– го преобразователя (прибора), которая может быть представлена в абсолютном, относительном или приведённом виде.

Пример: Номинальная температура воды на входе водоподготовительной установки равна 40◦С. Требуется подобрать измерительный комплект для измерения температуры с регистрацией. Рассчитать погрешность АСК температуры.

Решение: Вначале выбираем ПИП (датчик). Значение измеряемой температуры позволяет выбрать медный электрический термопреобразователь сопротивления ТСМ 50М/В.

По формуле из табл. определяем допускаемую абсолютную погрешность



В качестве ВП выберем автоматический мост с функцией регистрации показаний. Определим диапазон шкалы:

D = 40 /0,7 = 57◦С.

131

Из нормального ряда принимаем диапазон шкалы: 0…50◦С. Из номеклатурного каталога МЕТРАН выбираем автоматический мост типа ДИСК-250 с функциями показания и регистрации, класса 0,5 по показаниям и 1,0 по регистрации. В табл.10 приведена спецификация на выбранный измерительный комплект.

Допускаемые абсолютные погрешности по показаниям и по регистрации для данного прибора определяются по формулам:

---

Таблица 10. Спецификация на СИ температуры

№ пози- ции	Измеряемый параметр		Средства измерений
	Наимено-вание	Рабочее значение	Место установки	Наименование	Тип	Технические характери- стики	Коли- чество	Цель применения
1.1	Температура воды	40◦С	Трубопровод	Термопреобразователь сопротивления	ТСМ- 1088	НСХ 50М/В, раб. длина 200 мм	1	Технологические измерения
1.2			Щит	Мост автоматический	ДИСК- 250	γп = ± 0,5%, γр = ± 1,0%, шкала 0…50◦С	1

Суммарные абсолютные погрешности для данного измеритльного комплекта:

по показанию

по регистрации

---