PODSTAWOWE PARAMETRY

METROLOGICZNE

PRZYRZĄDU POMIAROWEGO

Podstawy Metrologii (2)

WŁAŚCIWOŚCI METROLOGICZNE

PRZYRZĄDU POMIAROWEGO

Zespół cech pozwalających na ocenę

przydatności narzędzi pomiarowych do

określonych celów pomiarowych nazywa

się charakterystyką metrologiczną,

określoną przez

poszczególne właściwości metrologiczne.

Dla pełnej charakterystyki przyrządu, należy

podać znaczną liczbę jego cech.

WŁAŚCIWOŚCI METROLOGICZNE

PRZYRZĄDU POMIAROWEGO

Natomiast z punktu widzenia użytkownika

przyrządu, tylko znajomość kilku z nich jest

niezbędna, a mianowicie:



Zakres pomiarowy narzędzia pomiarowego



Zakres wskazań narzędzia pomiarowego



Wartość działki elementarnej



Długość działki elementarnej



Czułość narzędzia pomiarowego



Poprawność wskazań narzędzia pomiarowego



Wierność wskazań narzędzia pomiarowego



Stałość/odwracalność narzędzia pomiarowego



Pobudliwość narzędzia pomiarowego



Dokładność narzędzia pomiarowego



Klasa dokładności

Zakres pomiarowy narzędzia

pomiarowego

Jest to zbiór wartości wielkości mierzonej

które można zmierzyć danym narzędziem z

błędem nie przekraczającym

dopuszczalnych granic i bez narażenia

narzędzia na zniszczenie lub zbyt szybkie

zużycie czyli należy dostosować narzędzie

do wielkości mierzonej(dobrać odpowiedni

zakres)

Zakres wskazań narzędzia
pomiarowego

Jest to zakres wartości wielkości mierzonej, które

mogą być odczytywane na podzielni narzędzia

pomiarowego. Często zakres wskazań pokrywa się z

zakresem pomiarowym, ale nie zawsze. Na przykład

transametr o zakresie pomiarowym 0 ÷ 25 mm, ma

zakres wskazań ±80 μm.

Transametr - rodzaj czujnika z przekładnią dźwigniowo-

zębatą, przystosowanego do dokładnych pomiarów powierzchni

zewnętrznych, np. średnic wałków.

Wartość działki elementarnej

Jest to wartość wielkości mierzonej

odpowiadająca zmianie wskazania o

jedną działkę elementarną. Dla

urządzeń wskazujących cyfrowych jest

to jednostka wartości z ostatniej

(prawej) pozycji wyświetlacza. Na

przykład gdy wskazanie ma postać

20,456 mm - wartość działki

elementarnej wynosi 0,001 mm.

Długość działki elementarnej

Jest to odległość między dwoma

sąsiednimi wskazami mierzona wzdłuż

linii podstawowej podziałki. Dla podziałek

prostoliniowych jest to wprost odległość

między osiami sąsiednich wskazów.

Długość działki elementarnej decyduje o

wyrazistości podziałki.

Czułość narzędzia
pomiarowego

Jest to pochodna wskazania względem wartości

wielkości mierzonej, dla danej jej wartości:

k=dW / dN

gdzie:
W – wskazanie przyrządu pomiarowego,
N – wielkość zmierzona

Czułość może też być wyrażona stosunkiem

przyrostu wskazania do przyrostu

(odpowiadającego temu wskazaniu) wartości

wielkości mierzonej:

k= ΔW / ΔN

gdzie:
ΔW – przyrost wskazania przyrządu pomiarowego,
ΔN – przyrost wielkości zmierzonej

Poprawność wskazań narzędzia
pomiarowego

Jest to zdolność do dawania wskazań

równych poprawnym wartościom wielkości

mierzonej.

Poprawność jest cechą charakteryzującą

narzędzie pomiarowe pod względem jego

błędów systematycznych a więc możliwych

do wyeliminowania z wyniku pomiaru.

Miarą poprawności jest błąd poprawności

- suma algebraiczna (wypadkowa) błędów

systematycznych, obarczających wskazania

narzędzia pomiarowego w określonych

warunkach użytkowania.

Wierność wskazań narzędzia
pomiarowego

Jest to zdolność do dawania wskazań

zgodnych ze sobą dla tej samej wartości

wielkości mierzonej, przy jednoczesnym

pominięciu błędów systematycznych.

Stałość/odwracalność narzędzia
pomiarowego

Stałość narzędzia pomiarowego - zdolność narzędzia

pomiarowego do zachowywania niezmiennych cech

metrologicznych w czasie.

Odwracalność narzędzia pomiarowego - zdolność

narzędzia pomiarowego do dawania tego samego wskazania,

gdy tę samą wartość wielkości mierzonej osiąga się raz przez

zwiększanie wartości wielkości mierzonej od wartości

mniejszej, drugi raz przez jej zmniejszanie od wartości

większej. Miarą zwrotności jest histereza pomiarowa - błąd

odwracalności charakteryzujący się różnicą wskazań

narzędzia pomiarowego, gdy tę samą wartość wielkości

mierzonej osiąga się raz przy zwiększaniu wartości wielkości

mierzonej, drugi raz - przy jej zmniejszaniu.

Pobudliwość narzędzia pomiarowego

Jest to właściwość charakteryzująca

zdolność narzędzia pomiarowego do

reagowania na małe zmiany wielkości

mierzonej.

Próg pobudliwości to najmniejsza

zmiana wartości wielkości mierzonej, która

wywołuje dostrzegalną zmianę wskazania

narzędzia pomiarowego.

Dokładność narzędzia pomiarowego

Jest to stopień zgodności wyniku pomiaru

z wartością rzeczywistą wielkości

mierzonej.

Błąd dokładności - wypadkowa wartość

błędów narzędzia pomiarowego w

określonych warunkach użytkowania,

zawierająca błędy poprawności i błędy

wierności wskazań

Wyrażona może być poprzez odchylenie

standardowe, błąd wierności wskazań oraz

zakres rozrzutu wskazań.

Klasa dokładności

Jest to zbiór właściwości metrologicznych,

umownie oznaczonych wartością

dopuszczalnego błędu podstawowego.

Wyraża się ją w procentach jako stosunek

niepewności systematycznej do pełnego

zakresu pomiarowego.

Przykład – na podstawie wagi sklepowej



Zakres pomiarowy : 0 ÷ 1 kg



Zakres wskazań: 0 ÷ 1 kg



Wartość działki elementarnej: 0,01 kg



Długość działki elementarnej: 4 mm



Czułość wagi: 100/1 ( bo na jednostkę masy

przypada 100 działek elementarnych)



Klasa dokładności: III

Pozostałe właściwości zostaną określone na
podstawie doświadczenia polegającego na
zważeniu próbki o masie 500g ( 0,5kg ) 10
razy.

Przykład – na podstawie wagi sklepowej

Przypuśćmy że otrzymaliśmy serie wyników :

501g; 503g; 505g; 500g; 498g; 495g; 509g; 498g;

499g; 502g;



Średnia wartość wynosi : 501g



Odchylenie standardowe wynosi : 4g



Maksymalny błąd wierności wskazania wynosi: 9g

(bo 509g – 500g)



Rozrzut wyników wynosi: 14g (bo 509g – 495g)

W wyniku dalszych pomiarów wykazano że
najmniejsza masa powodująca zauważalną zmianę
wskazania przy doświadczalnym obciążeniu wynosi
2g wiec próg pobudliwości wagi wynosi : 2g