Журнал "Системы Безопасности" № 4‘2022

О Х Р А Н Н А Я И П О Ж А Р Н А Я С И Г Н А Л И З А Ц И И . П О Ж А Р Н А Я Б Е З О П А С Н О С Т Ь 101 На основании результатов метрологической аттестации устанавливается минимум опера- ций, которые необходимо выполнять в даль- нейшем при поверке этого СИ, а также межпо- верочный интервал. Чаще всего аттестации под- вергается испытательное оборудование. Метрологическое обеспечение – комплекс мероприятий по установлению и применению: l научных и организационных основ; l технических средств; l правил и норм, необходимых для достижения единства и требуемой точности измерений. Единство измерений – такое состояние изме- рений, при котором: l результаты выражены в узаконенных единицах; l погрешности измерений известны с заданной вероятностью. Точность измерений – близость результатов к истинному значению измеряемой величины, которое достигается: l установлением норм точности; l аттестацией методик выполненных измерений. Количественным выражением качественного понятия "точность" является погрешность. Погрешность Погрешность (П) – сложное и емкое понятие. Различают погрешность результата измерения и погрешность средства измерения (рис. 2). Далее будем использовать следующие сокра- щения: С – субъективная погрешность, М – методическая погрешность, И – инструменталь- ная погрешность. Из схемы, представленной на рис. 2, следует: 1. Погрешность результата измерения пред- ставляет собой сумму субъективной, методиче- ской и инструментальной погрешностей, кото- рые независимы друг от друга: П = С + М + И. Если оператор имеет достаточную квалифика- цию, то грубые промахи при отсчете показаний, ошибки параллакса и ошибки интерполяции можно исключить. Тогда С = 0, а погрешность измерения запишется в виде: П = М + И. Методические погрешности 3 появляются в результате наличия внутреннего сопротивления (R a , R v ) измерительных приборов (рис. 3) или, к примеру, применения различных схем включения амперметра и вольтметра при кос- венном методе измерения мощности (рис. 4). Если в процессе измерений выполняются усло- вия, представленные в табл. 1 (на практике, как правило, так оно и есть), то М = О, а погреш- ность измерения запишется в виде: П = И. Таблица 1 2. Погрешности средства измерений форми- руют инструментальную погрешность результата измерения – И. Поэтому при условии, что С и М можно пренебречь, результат измерения (R) можно записать в виде: R = Х изм ± П или R = Х изм ± И, где Х изм – измеренное значение. 3. Абсолютная погрешность ∆ – это разность между измеренным Х изм и истинным Х ист значе- нием измеряемой величины: ∆ = Х изм – Х ист . На практике истинное значение измеряемой величины измерить точно невозможно из-за невыполнимости условия "чистоты эксперимен- та". Поэтому при определении абсолютной погрешности пользуются действительным значе- нием измеряемой величины, которое получается при производстве измерений с помощью СИ высокого класса точности и которое максималь- но приближено к истинному значению. Это озна- чает, что: ∆ = Х изм – Х ист ≈ Х изм – Х д , где Х д – действи- тельное значение. Важно помнить, что абсолютная погрешность имеет те же единицы измерения, что и изме- ряемая физическая величина. Пример 1. Когда измерялся ток 1 А, амперметр показал 0,95 А, когда измерялся ток 2 А, амперметр показал 2,1 А. Определить абсолют- ную погрешность. В первом опыте ∆ = Х изм – Х = 0,95 А – 1 А = -0,05 А, во втором опыте ∆ = Х изм – Х = 2,1 А – 2 А = 0,1 А. Итак, абсолютная погрешность характеризует отклонение от действительного значения в ту или иную сторону. Поэтому в формулах, где она присутствует, символ ± в записи формул упус- кают. 4. Относительная погрешность ð – это отно- шение абсолютной погрешности к действитель- ному значению Х д , выраженное в процентах: ∆ ð = –– х 100%. Х д На практике действительное значение измеряе- мой величины часто неизвестно, поэтому вме- сто него пользуются измеренным значением. Тогда: ∆ ∆ ð = –– х 100% ≈ –––– х 100%, Х д Х изм где Х изм – измеренное значение. Подчеркнем, что основной составляющей погрешности любого результата измерения является погрешность СИ, то есть И. Поэтому при условии, что М = С = 0, результат измере- ния принято записывать с применением абсо- лютной или относительной погрешности в виде: R = Х изм ± ∆ или R = Х изм ± ð, (1). Пример 2. При измерении тока 5 А (I д1 ) амперметр показал 5,1 А, а при измерении тока 8 А (I д2 ) амперметр показал 8,1 А. Предельное значение шкалы амперметра – 10 А. Какое измерение выполнено точнее? 5,1 – 5 ð 1 = (∆ 1 /I д1 ) х 100% = –––––––– х 100% = 2% 5 8,1 – 8 ð 2 = (∆ 2 /I д2 ) х 100%=––––––––х 100%=1,25%. 8 Рис. 2 Рис. 3 Рис. 4а Рис. 4б R а << R н R н << R v R а << R R << R v www.secuteck.ru август – сентябрь 2022 Рис. 3. Внутреннее сопротивление измерительных приборов Рис. 4. Величина Значение Температура окружающей среды, °С 20 (±5) или 20 (±2) Относительная влажность воздуха, % 55–60 Атмосферное давление, кПа (мм рт. ст.) 100 (±4), 750 (±30) Действующее значение напряжения питающей сети, В 220 (±10%) Частота напряжения питающей сети, Гц 50 (±1) Максимальный коэффициент нелинейных искажений питающей сети, % 5 Таблица 2. Условия для определения приведенной погрешности 3 Панфилов В.А. Электрические измерения. 8-е издание. Учебник. Москва: издательский дом "Академия", 2013.