Методические указания. Характеристики погрешности средств измерений в реальных условиях эксплуатации. Методы расчетаРД 50-453-84(утв. постановлением Госстандарта СССР от 8 февраля 1984 г. N 448)

Настоящие методические указания устанавливают методы расчета характеристик составляющей погрешности прямых однократных измерений погрешности средства измерений (СИ) - по нормируемым в соответствии с ГОСТ 8.009-84 метрологическим характеристикам СИ, известным характеристикам влияющих величин и входного сигнала.

Методические указания предназначены для использования при разработке нормативно-технических документов по расчету погрешности измерений или соответствующих разделов других нормативно-технических документов; при разработке методик выполнения измерений, в частности, при выборе методов измерений и СИ, обеспечивающих заданные нормы точности измерений.

1. Общие положения

1.1. Методы, рекомендуемые данными МУ, позволяют рассчитать следующие характеристики погрешности СИ.

1.1.1. Математическое ожидание М [ ] и среднее квадратическое отклонение [ ] погрешности СИ*.

1.1.2. Нижнюю и верхнюю границы интервала, в котором с вероятностью Р находится погрешность СИ.

1.2. Для расчета характеристик погрешности СИ рекомендуется использовать один из методов, в зависимости от задач измерений, экономической целесообразности и доступной исходной информации.

1.2.1. Первый метод (п. 3.1) включает в себя расчет статистических моментов составляющих погрешности СИ и позволяет определить характеристики погрешности СИ как по п. 1.1.1, так и по п. 1.1.2.

Этот метод дает более рациональную (при числе составляющих погрешности СИ более трех) оценку погрешности СИ за счет пренебрежения редко реализующимися значениями погрешности, для чего назначается Р<1.

1.2.2. Второй метод (п. 3.2) включает в себя расчет наибольших возможных значений составляющих погрешности СИ и позволяет определить характеристики погрешности СИ только по п. 1.1.2 и только при Р = 1. Этот метод дает грубую (при числе составляющих погрешности СИ более трех), хотя и надежную оценку погрешности СИ, включающую в себя редко реализующиеся значения погрешности.

Второй метод расчета целесообразно использовать, если:

хотя бы маловероятное нарушение требований к точности измерений может привести к серьезным отрицательным техническим или экономическим последствиям или связано с угрозой здоровью и жизни людей;

завышение требований к метрологическим характеристикам СИ, к которому ведет применение данного метода расчета при заданной норме точности измерений, и связанные с этим дополнительные затраты не препятствуют применению таких СИ.

1.3. В данных методических указаниях излагаются методы расчета, для которых в качестве исходных данных используются комплексы метрологических характеристик СИ, предусмотренные ГОСТ 8.009-84. В обоснованных случаях, в частности, для комплексов метрологических характеристик, отличающихся от предусмотренных ГОСТ 8.009-84, допускается применение других методов расчета характеристик погрешности СИ.

1.4. Характеристики погрешности СИ, рассчитанные в соответствии с настоящими методическими указаниями, в общем случае не следует отождествлять с характеристиками погрешности измерений. Помимо погрешности СИ погрешность измерений включает в себя методическую составляющую; составляющую от взаимодействия СИ с объектом измерений; составляющую, вносимую оператором при отсчете результатов измерений, методы расчета характеристик которых в данных методических указаниях не рассматриваются.

2. Исходные данные для расчета характеристик погрешности средства измерений

2.1. Для расчета характеристик погрешности СИ в реальных условиях эксплуатации необходимо располагать следующими исходными данными:

нормируемыми метрологическими характеристиками СИ (пп. 2.2.1 или 2.3.1);

характеристиками влияющих величин (пп. 2.2.2 или 2.3.2);

характеристиками входного сигнала (пп. 2.2.3 или 2.3.3);

2.2. В качестве исходных данных при расчете характеристик погрешности СИ первым методом (п. 3.1) используются следующие характеристики.

2.2.1. Нормируемые метрологические характеристики СИ:

математическое ожидание М [ ] систематической составляющей основной погрешности СИ;

среднее квадратическое отклонение [ ] систематической составляющей основной погрешности СИ;

предел [ ] допускаемого среднего квадратического отклонения случайной составляющей основной погрешности СИ;

предел допускаемой вариации СИ при нормальных условиях;

номинальная цена единицы наименьшего разряда кода цифрового измерительного прибора (аналого-цифрового измерительного преобразователя);

номинальные функции влияния , j = 1, 2 ... n на систематическую составляющую погрешности СИ;

номинальные функции влияния , j = 1, 2 ... l на среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности СИ;

номинальные функции влияния , j = 1, 2 ... k на вариацию СИ;

одна из полных динамических характеристик СИ: номинальная переходная характеристика (t), номинальная импульсная переходная характеристика (t), номинальная амплитудно-фазовая характеристика , номинальная передаточная функция .

Примечания:

1. Перечисленные нормируемые метрологические характеристики указываются в нормативно-технической документации на СИ как характеристики любого экземпляра СИ данного типа. Вместо этих характеристик в качестве исходных данных могут использоваться индивидуальные метрологические характеристики СИ, определяемые в результате исследования конкретного экземпляра СИ:

наибольшая возможная по абсолютной величине неисключенная систематическая составляющая погрешности СИ;

среднее квадратическое отклонение [ ] случайной составляющей погрешности СИ;

вариация H СИ;

цена единицы наименьшего разряда кода цифрового измерительного прибора (аналого-цифрового измерительного преобразователя);

функции влияния , j = 1, 2 ... n на систематическую составляющую погрешности СИ;

функции влияния , j = 1, 2 ... l на среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности СИ;

функции влияния , j = 1, 2 ... k на вариацию СИ;

одна из полных динамических характеристик СИ: переходная характеристика h(t), импульсная переходная характеристика g(t), амплитудно-фазовая характеристика , передаточная функция G(S).

2. В п. 2.2.1 указаны только те метрологические характеристики СИ из числа вошедших в комплексы, предусмотренных в ГОСТ 8.009-84, которые необходимы для расчета характеристик погрешности СИ.

3. В исходные данные могут входить не все метрологические характеристики, перечисленные в п. 2.2.1 и примечании 1 к нему, если некоторые из них несущественны для СИ.

2.2.2. Характеристики влияющих величин .

2.2.2.1. Значения , j = 1,2 ... n (l, k) влияющих величин.

2.2.2.2. Математические ожидания М [ ], средние квадратические отклонения сигма [ ], наименьшие и наибольшие значения влияющих величин, соответствующие реальным условиям эксплуатации СИ, j = 1, 2 ... n (l, k).

2.2.3. Характеристики входного сигнала х: спектральная плотность или автокорреляционная функция входного сигнала СИ, соответствующие реальным условиям эксплуатации СИ.