Класс точности

Пределы

Как уже говорилось раньше, измерительный прибор, благодаря нормированию уже содержит случайную и систематические ошибки. Но стоит помнить, что они зависят от метода измерения, условий и других факторов. Чтобы значение величины, подлежащей замеру, было на 99% точным, средство измерения должно иметь минимальную неточность. Относительная должна быть примерно на треть или четверть меньше погрешности измерений.

Базовый способ определения погрешности

При установке класса точности в первую очередь нормированию подлежат пределы допустимой основной погрешности, а пределы допускаемой дополнительной погрешности имеют кратное значение от основной. Их пределы выражают в форме абсолютной, относительной и приведенной.

Приведенная погрешность средства измерения – это относительная, выраженная отношением предельно-допустимой абсолютной погрешности к нормирующему показателю. Абсолютная может быть выражена в виде числа или двучлена.

Если класс точности СИ будет определяться через абсолютную, то его обозначают римскими цифрами или буквами латиницы. Чем ближе буква будет к началу алфавита, тем меньше допускаемая абсолютная погрешность такого аппарата.

Класс точности 2,5

Благодаря относительной погрешности можно назначить класс точности двумя способами. В первом случае на шкале будет изображена арабская цифра в кружке, во втором случае дробью, числитель и знаменатель которой сообщают диапазон неточностей.

Основная погрешность может быть только в идеальных лабораторных условиях. В жизни приходится умножать данные на ряд специальных коэффициентов.

Дополнительная случается в результате изменений величин, которые каким-либо образом влияют на измерения (например температура или влажность). Выход за установленные пределы можно выявить, если сложить все дополнительные погрешности.

Случайные ошибки имеют непредсказуемые значения в результате того, что факторы, оказывающие на них влияние постоянно меняются во времени. Для их учета пользуются теорией вероятности из высшей математики и ведут записи происходивших раньше случаев.

Пример расчета погрешности

Статистическая измерительного средства учитывается при измерении какой-либо константы или же редко подверженной изменениям величины.

Динамическая учитывается при замерах величин, которые часто меняют свои значения за небольшой отрезок времени.

Средства измерения в метрологии

Метрология представляет собой науку об измерениях, средствах и методах обеспечения их единства, а также способах достижения необходимой точности.

В связи с этим можно выделить три связанные между собой проблемы, которые включает метрология:

  • реализация измерительных процессов;
  • обеспечение единства данных процессов;
  • методы и средства измерений.

Для проведения метрологических измерений применяются следующие технические средства:

  • меры;
  • измерительные приборы.

Мерами являются средства измерений для воспроизведения заданного размера физической величины (ФВ). Наивысшего порядка точности меры носят название эталонов.

Эталоны обеспечивают воспроизведение и хранение узаконенных единиц физических величин, а также передачу их размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измерения (СИ).

Образцовыми средствами измерений являются меры, а также измерительные приборы либо преобразователи, которые были утверждены как образцовые для проведения по ним поверки других СИ.

Рабочими средствами измерений являются применяемые для измерений средства, не связанные с передачей размера единиц.

Эталоны

Наивысшей точности средства измерений (эталоны) делятся на категории:

  • первичный – государственный, международный;
  • вторичный – размер единицы получает непосредственно от первичного для данной единицы;
  • сравнения – для сличения эталонов, непосредственно сличить которые друг с другом невозможно по каким-либо причинам (повышенное/пониженное давление, слишком высокая влажность и др.);
  • исходный – имеет на предприятии, в лаборатории наивысшие метрологические свойства; от него размер единицы передается подчиненным эталонам, а также средствам измерений;
  • рабочий – от него размер единицы передается образцовым средствам измерений, а также наиболее точным рабочим.

Также есть другие категории:

  • эталон-свидетель – является вторичным эталоном, который применяется с целью проверки сохранности государственного либо для замены последнего при его порче или утрате;
  • эталон-копия – вторичный эталон для передачи размера единицы рабочим эталонам.

Это образцовые средства измерений, предназначенные для поверки и градуировки иных СИ. У данных средств измерений погрешность показаний меньше в 2–3 раза, нежели у поверяемого прибора. На образцовые средства измерений выдаются свидетельства, где регистрируется право проведения по ним поверки.

Отличием меры от эталона является то, что она воспроизводит не только единицу физической величины, но также ее дольные и кратные значения. Например, эталонами массы являются килограммовые гири и их копии, а мерами также разновесы (массы других размеров).

В отношении мер существуют различные классы точности, особый из которых – стандартные образцы.

Стандартный образец – это мера в виде вещества. С ее помощью размер единицы величины воспроизводится как свойство либо как состав вещества, из которого выполнен стандартный образец. Данными мерами являются образцовые вещества, воспроизводящие при определенных условиях единицу измерения либо ее дольное (кратное) значение.

Например, постоянные температуры, при которых вещество переходит в другое состояние, – точки плавления (золота – 1063° C, серебра – 960,8° С, серы – 444,6° С), кипения (кислорода – 182,97° С) и т.д.

Измерительные приборы и установки

На производстве для измерения ФВ применяются рабочие средства измерения – измерительные приборы или измерительные установки.

Измерительный прибор представляет собой СИ, которое предназначено для выработки информации по измерению в доступной для наблюдателя форме. Как правило, данное устройство градуировано непосредственно в единицах измеряемой физической величины.

Измерительная установка – это уже комплекс из нескольких приборов, а также вспомогательных комплектующих.

В то же время граница между прибором и установкой является достаточно условной. К примеру, при измерении температуры с помощью термопары и вольтметра возможно оперировать как понятием «термоэлектрическая установка», так и «электрический термометр» (прибор).

Классы точности.

Точность изготовления характеризуется величиной допускаемых отклонений от заданных размеров и формы. Для разных машин требуются детали с различной точностью обработки. Очевидно, что детали плуга, дорожного катка и других сельскохозяйственных и дорожных машин могут быть изготовлены менее точно, чем детали фрезерного станка, а детали фрезерного станка требуют меньшей точности, чем детали измерительного прибора. В связи с этим в машиностроении детали разных машин изготовляют по разным классам точности. В СССР (были) приняты десять классов точности.

  • пять из них: 1-й, 2-й, 2а, 3-й, За — требуют наибольшей точности обработки;
  • два других: 4-й и 5-й — меньшей;
  • три остальных: 7-й, 8-й, 9-й — еще меньшей.

Применение классов точности в различных областях

  • 1-й класс точности применяют при изготовлении особо точных изделий. Вследствие очень малых допусков работа по 1-му классу точности требует высокой квалификации рабочего и точного оборудования, приспособлений и инструмента.
  • 2-й и 2а классы точности применяют наиболее часто. По ним изготовляют ответственные детали станков, автомобильных, тракторных, авиационных и электрических двигателей, текстильных и других машин.Наряду с этим в отраслях машиностроения, выпускающих указанные машины, детали менее ответственных соединений из­готовляют по 3-му, 4-му, 5-му и другим более грубым классам точности.
  • 3-й и За классы точности применяют главным образом в тяжелом машиностроении при производстве турбин, паровых машин, двигателей внутреннего сгорания, трансмиссионных деталей и т. д.
  • По 4-му классу точности изготовляют детали сельскохозяйственных машин, паровозов, железнодорожных вагонов и т. д.
  • 5-й класс точности применяют в машиностроении для неответственных деталей менее точных механизмов.
  • 7-й, 8-й и 9-й классы точности применяют при изготовлении более грубых деталей и особенно при заготовительных операциях: литье, штамповке, медницко-слесарных работах и т. д.
  • Свободные размеры деталей выполняют обычно по 5-му или 7-му классам точности.

Чтобы показать, с какой посадкой и по какому классу точности нужно изготовить деталь, в чертежах на номинальных сопрягаемых размерах ставится буква, обозначающая посадку, и цифра, соответствующая классу точности. Например, С4 означает: скользящая посадка 4-го класса точности; Х3 — ходовая посадка 3-го класса точности и т. п. Для посадок 2-го класса точности (особенно широко распространенных) цифра 2 не ставится. Поэтому, если в чертеже на сопрягаемом размере рядом с буквой посадки нет цифры, то это значит, что деталь надо изготовить по 2-му классу точности. Например, Л означает легкоходовая посадка 2-го класса точности.

Класс точности измерительного прибора

Обобщающая характеристика, которая определяется пределами погрешностей (как основных, так и дополнительных), а также другими влияющими на точные замеры свойствами и показатели которых стандартизированы, называется класс точности измерительного аппарата. Класс точности средств измерений дает информацию о возможной ошибке, но одновременно с этим не является показателем точности данного СИ.

Средство измерения – это такое устройство, которое имеет нормированные метрологические характеристики и позволяет делать замеры определенных величин. По своему назначению они бывают примерные и рабочие. Первые используются для контроля вторых или примерных, имеющих меньший ранг квалификации. Рабочие используются в различных отраслях. К ним относятся измерительные:

  • приборы;
  • преобразователи;
  • установки;
  • системы;
  • принадлежности;
  • меры.

На каждом средстве для измерений имеется шкала, на которой указываются классы точности этих средств измерений. Они указываются в виде чисел и обозначают процент погрешности. Для тех, кто не знает, как определить класс точности, следует знать, что они давно стандартизованы и есть определенный ряд значений. Например, на устройстве может быть одна из следующих цифр: 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. Если это число находится в круге, то это погрешность чувствительности. Обычно ее указывают для масштабных преобразователей, таких как:

  • делители напряжения;
  • трансформаторы тока и напряжения;
  • шунты.

Обозначение класса точности

Обязательно указывается граница диапазона работы этого прибора, в пределах которой значение класса точности будет верно.

Те измерительные устройства, которые имеют рядом со шкалой цифры: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5, именуются как прецизионные. Сфера их применения – это точные и особо точные замеры в лабораторных условиях. Приборы с маркировкой 1,0; 1,5; 2,5 или 4,0 называются технические и исходя из названия применяются в технических устройствах, станках, установках.

Возможен вариант, что на шкале такого аппарата не будет маркировки. В такой ситуации погрешность приведенную принято считать более 4%.

Если значение класса точности устройства не подчеркнуто снизу прямой линией, то это говорит о том, что такой прибор нормируется приведенной погрешностью нуля.

Грузопоршневой манометр, класс точности 0,05

Если шкала отображает положительные и отрицательные величины и отметка нуля находится посередине такой шкалы, то не стоит думать, что погрешность во всем диапазоне будет неизменной. Она будет меняться в зависимости от величины, которую измеряет устройство.

Если замеряющий агрегат имеет шкалу, на которой деления отображены неравномерно, то класс точности для такого устройства указывают в долях от длины шкалы.

Возможны варианты измерительных аппаратов со значениями шкалы в виде дробей. Числитель такой дроби укажет величину в конце шкалы, а число в знаменателе при нуле.

Какие бывают классы точности?

В соответствии с установленными нормами и правилами, первичную поверку выполняет завод-изготовитель.

Класс точности прописывается в паспорте, который является сопроводительной документацией любого прибора учёта электроэнергии.

Именно с такой заводской отметки и отсчитывается стандартный временной интервал.

Дальнейшие проверки проводятся:

  • для электрических счётчиков – 9-15 лет;
  • для механических однофазных электрических счетчик – 16 лет;
  • для электрических счётчиков с показателями класса точности 0,5 единиц – 5 лет;
  • для трехфазного счетчика – 5-9 лет;
  • для современных электрических счетчиков – 15 лет и более.

Поверка предполагает демонтаж прибора учёта электроэнергии и сдачу его в специальную лабораторию, имеющую аккредитацию для выполнения такого вида работ.

Указание класса точности на приборе учета

По результатам проверки выдаётся документ, который является свидетельством исправности прибора или отражает необходимость в обязательном порядке приобрести новый электросчётчик. В настоящее время есть пять классов точности: 0.2, 0.5, 1.0, 2.0 и 5.0, что является отображением процента погрешности, возможной при подсчёте электрической энергии прибором учёта.

Показатель 5.0 является полностью устаревшим, поэтому в индукционных электросчётчиках применяется класс точности 2.0, а в электронных приборах учёта – класс точности равен единице.

Ссылка на основную публикацию