8. ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИЗМЕРИТЕЛЬНЫХ УСТРОЙСТВ

К основным характеристикам измерительных устройств относятся статические, динамические и информационные характеристики (показатель информативности).

Статическая характеристика измерительных устройств определяет функциональную связь между измеряемой величиной х и выходным сигналом у, т. е. Весьма важной характеристикой измерительного устройства является чувствительность.

Под чувствительностью измерительного устройства понимают отношение приращения выходной величины к приращению измеряемой величины

Для непрерывных измерительных устройств можно записать

Для обеспечения постоянной чувствительности необходимо, чтобы зависимость была как можно ближе к линейной на заданном интервале измерений .

Динамическая характеристика измерительного устройства определяется или временем протекания переходного процесса (см. гл. XII), или частотой собственных колебаний и степенью демпфирования или полосой пропускания по частоте (см. гл. XIII).

Погрешности измерительных устройств. Под погрешностями измерительных устройств понимают разность между результатом измерений х и ее действительным значением т. е.

Погрешность измерительного устройства является сложной функцией, определяемой степенью совершенства конструкции, принципом действия устройства, влиянием внешней среды и т. п. В связи с этим все погрешности измерительных устройств принято разделять на методические и инструментальные. Методическая погрешность зависит от выбранного метода измерения и принципа действия измерительного устройства. Инструментальные погрешности определяются конструктивными недостатками измерительного устройства, отклонениями от требуемых его характеристик и параметров вследствие неточности изготовления и т. п.

Как методические, так и инструментальные погрешности принято разделять на систематические и случайные.

Систематические погрешности являются или постоянными по величине и знаку, или медленно изменяющимися во времени функциями. Систематические погрешности определяют путем многократных измерений одной и той же величины при постоянных условиях. Довольно часто методические погрешности измерительных устройств удается устранить с помощью юстировки чувствительного элемента.

Случайные погрешности изменяются неопределенным образом как по величине, так и по знаку (см. гл. XIII) в результате проявления большого числа различных причин (зазоры в деталях, колебания температуры и давления окружающей среды, влияние помех и шумов и т. п.). Случайные погрешности относятся к неустранимым.

Вследствие влияния погрешностей за измеренное значение принимают среднее арифметическое значение х из измерений:

Случайную погрешность принято оценивать средним квадратическим значением

либо предельным значением А.

Если случайная погрешность подчиняется нормальному закону распределения, то предельная погрешность

Между средним квадратическим отклонением а погрешности единичного измерения и средним квадратическим значением о погрешности среднего арифметического имеется следующая зависимость:

где — число замеров, для которых подсчитывается среднее арифметическое значение.