Файл: Смирнов А.А. Основы автоматизации целлюлозно-бумажного и лесохимического производств учебник для техникумов.pdf

поверке и градуировке рабочих контрольно-измерительных прибо- • ров применяются образцовые приборы ограниченной точности, обычно именуемые просто образцовыми приборами. Они разделя­ ются на несколько разрядов. Приборы 1-го разряда менее точны, чем эталоны, по которым они градуируются и поверяются, но более точны, чем приборы 2-го разряда; в свою очередь, приборы 2-го разряда более точны, чем приборы 3-го разряда. Обычно на предприятиях имеются образцовые приборы 3-го, а иногда и 2-го разряда.

Для производственника образцовым прибором является тот, по которому следует контролировать показания рабочих приборов. Однако показания образцового прибора не считают за истинное значение измеряемой величины, так как он работает не без по­ грешностей. Показания образцового прибора условно считают дей­ ствительным значением измеряемой величины.

Образцовые приборы — это лабораторные приборы, применяе­ мые исключительно для лабораторной поверки и градуировки ра­ бочих приборов.

Погрешности. При измерении неизбежны погрешности. Несмотря на тщательность проведения измерения, высокую точность приме­ няемых измерительных приборов и надежность метода, результат измерения не может абсолютно соответствовать истинному значе­ нию измеряемой величины. При нескольких измерениях одной и той же величины одним и тем же прибором один и тот же наблю­ датель может получить различные значения измеряемой величины. Отклонения от действительной величины, получаемые при измере­ нии, носят название погрешностей. Погрешности делятся на абсо­ лютные и относительные.

А б с о л ю т н о й п о г р е ш н о с т ь ю контрольно-измерительного прибора называется разность между найденным значением изме­ ряемой величины и ее действительным значением

где А — погрешность в единицах измерения; А„— найденное значение измеряемой величины;

Ад — действительное значение измеряемой величины. Погрешность может иметь положительное или отрицательное

если прибор показывает меньше действительного значения измеряе­ мой величины.

Для уменьшения суммарной погрешности в показание лабора­ торного прибора вносят поправку, которую алгебраически прибав­ ляют к показанию прибора с тем, чтобы получить действительное значение измеряемой величины.

Поправкой к показанию прибора называется значение величины, одноименной с измеряемой, прибавляемое к полученному при изме­ рении значению величины с целью исключения систематической погрешности (составляющей погрешности измерения, остающейся

27

постоянной или закономерно изменяющейся при повторных изме­ рениях одной и той же величины).

Поправка к показанию прибора

с термопарой ХА показывает температуру ^Н=488°С. При измере­ нии температуры той же среды потенциометром с образцовой термопарой показание было равно ^Д= 491°С. Погрешность показа­ ния милливольтметра в комплекте с термопарой составляет

значения абсолютной погрешности к диапазону показаний прибора, выраженное в процентах, т. е. если шкала односторонняя, то в про­ центах ее конечного значения; если шкала двусторонняя, то в процентах суммы конечного и начального значений; если шкала безнулевая, то в процентах разности конечного и начального ее значений.

Размер погрешности измерительного прибора характеризует прибор с точки зрения правильности показаний, причем точность показаний прибора тем больше, чем меньше погрешность по абсо­ лютному размеру. Например, если погрешность измерений равна 10-2% = 10-4, то точность составляет ІО4.

В зависимости от конструкции приборов и качества изготовле­ ния их деталей точность приборов колеблется в значительных пределах. Размер погрешности измерения зависит от условий, в ко­ торых находится прибор, т. е. от того, каково влияние на резуль­ таты измерений температуры окружающей среды, ее давления, влажности и т. д.

В л и я ю щ е й ф и з и ч е с к о й в е л и ч и н о й называется физиче­ ская величина, не являющаяся измеряемой данным прибором, но оказывающая влияние на результаты измерений этим прибором (температура, давление и влажность окружающей среды, напряже­ ние источника питания и т. д.). В стандартах или технических условиях на данный прибор установлены нормальные значения или нормальные области значений влияющих величин, при которых или в пределах которых нормируются основные погрешности приборов.

Основной погрешностью называется погрешность контрольно­

28

величин от нормального значения или выхода их за пределы нормальной области значений появляются дополнительные погреш­ ности: от изменения температуры прибора, влияния внешних маг­ нитных полей, неуравновешенности его подвижной системы, изме­ нения напряжения источника питания и т. д.

Знание источников возникновения и изменения основных и до­ полнительных погрешностей и умение различать влияющие физиче­ ские величины, а также характер их влияния на результат измерения позволяют персоналу производственных цехов предприя­ тий правильно оценивать работу автоматических контрольно-изме­ рительных приборов и контрольно-измерительных систем.

Для оценки приборов с точки зрения точности, которую они могут обеспечить при измерениях, введено понятие д о п у с к а е м о й п о г р е шн о с т и . Пределом допускаемой погрешности контрольно­ измерительного прибора называется наибольшая (без учета знака) погрешность, при которой данный прибор может быть признан годным и допущен к применению. Пределы допускаемых погрешно­ стей для данного прибора устанавливаются в стандартах или тех­ нических условиях и находят свое выражение в виде класса точно­ сти прибора.

К л а с с о м т о ч н о с т и контрольно-измерительного прибора на­ зывается обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами прибора, влияющими на точность, устанавли­ ваемыми в стандартах и технических условиях на отдельные виды средств измерений.

Класс точности приборов характеризует их свойства в отноше­ нии точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых этими приборами. Например, класс точности логометров характеризует пределы допускаемой основной погрешности и допускаемых изменений показаний, вызы­ ваемых внешним магнитным полем и отклонениями от нормальных значений напряжения источника электрического питания, темпера­ туры прибора и некоторых других влияющих величин.

Для контрольно-измерительных приборов класс точности уста­ навливается в виде предела допускаемой приведенной погрешности. Показания прибора считаются правильными, если при этом погреш­ ность не превышает предел допускаемой классом точности погрешности. При изготовлении прибора или при выпуске его из ремонта нанесение шкалы на циферблат производится при условиях, соответствующих нормальным условиям работы при­ бора.

Точность измерительных преобразователей всех видов характе­ ризуется абсолютными и относительными, основными и дополни­ тельными погрешностями по входу и выходу преобразователей.

А б с о л ю т н о й п о г р е ш н о с т ь ю п р е о б р а з о в а т е л я (первичного, промежуточного, передающего) по в х о д у называ­ ется разность между действительным значением величины на входе преобразователя и истинным его значением, которое должно быть

29

на входе согласно градуировочной характеристике преобразователя в условиях равенства выходной величины соответствующему значе­ нию по градуировочной характеристике преобразователя.

А б с о л ю т н о й п о г р е ш н о с т ь ю п р е о б р а з о в а т е л я любого вида по в ы х о д у называется разность между действитель­ ным значением величины на выходе преобразователя и истинным его значением, которое должно быть на выходе согласно градуи­ ровочной характеристике преобразователя в условиях равенства входной величины соответствующему значению по градуировочной характеристике преобразователя.

О т н о с и т е л ь н о й п о г р е ш н о с т ь ю п р е о б р а з о в а т е л я любого вида по в х о д у называется выраженное в процентах отно­ шение абсолютной погрешности преобразователя по входу к значе­ нию величины на входе, принимаемому по градуировочной характе­ ристике преобразователя.

О т н о с и т е л ь н о й п о г р е ш н о с т ь ю п р е о б р а з о в а т е л я

к значению величины на выходе, принимаемому по градуировочной характеристике преобразователя.

Основная погрешность преобразователей определяется при нормальных значениях влияющих величин, а дополнительные по­ грешности — при отклонениях значений одной или нескольких влияющих величин от их нормальных размеров или выходом их за пределы нормальной области значений.

Для преобразователей так же, как и для контрольно-измери­ тельных приборов, техническими условиями или стандартами устанавливается предел допускаемой погрешности. Некоторые вспомогательные устройства, например уравнительные и раздели­ тельные устройства расходомеров переменного перепада, также обладают погрешностью, которую учитывают при выполнении со­ ответствующих измерений.

Поскольку контрольно-измерительная система включает в себя ряд устройств (преобразователи, приборы, вспомогательные устрой­ ства, каналы связи), каждое из которых обладает присущей ему погрешностью того или иного значения, то для оценки погрешности системы в целом в теории погрешностей имеются определенные понятия, например понятия средней квадратичной и вероятной погрешностей.

Средняя квадратичная погрешность контрольно-измерительной системы выражается уравнением

30