МОЗМ

МЕЖДУНАРОДНА РЕКОМЕНДАЦИЯ № 34

КЛАСОВЕ НА ТОЧНОСТ НА СРЕДСТВА ЗА ИЗМЕРВАНЕ

Терминология

А. Определения

1. Приведена грешка:

Отношението на абсолютната грешка към условна величина, характеризираща средството за измерване. Тази условна величина може да бъде например:

- горната граница на обхвата на скалата или горната граница на измерителния обхват;

- стойността на обхвата на скалата или стойността на измерителния обхват;

- дължината на скалата;

- броя на деленията на скалата.

2. Скъсена нелинейна скала:

Скала, интервалът на деление на която е намаляващ и чийто скален знак, съответстващ на средно аритметичното С = (А + В)/2 на границите А и В на обхвата на скалата, се намира между 65% и 100% от дължината на скалата, отговаряща на измерителния обхват.

Примери: логаритмична скала, хиперболична скала.

3. Експоненциална скала:

Скала, чиито дължини на деленията нарастват или намаляват, но която във втория случай няма характеристиките на скалата, определена в точка 2.

В. Използвани съкратени изрази:

1. Максимална грешка, вместо израза “максимално допустима грешка”.

2. Норми, вместо израза “норми, отнасящи се до метрологични свойства, различни от грешките”.

Глава I

1. Общи положения

1.1. Област на приложение

1.1.1. Настоящата Рекомендация излага принципите на класификацията на средствата за измерване съобразно тяхната точност.

1.1.2. Средствата за измерване, за които се прилага настоящата рекомендация, са:

- мерки;

- измервателни уреди;

- измервателни преобразоватили,

когато тези средства са предназначени за използване при такива условия, при които грешките, дължащи се на инертност, са пренебрежимо малки в сравнение с определените в този случай максимални грешки.

1.1.3. Предписанията на настоящата Рекомендация не са задължителни за нулевите индикатори и за уредите, специално предназначени за измерванията с многократно отчитане на показанията и за определяне на резултата от измерванията като средно аритметично от няколко измервания.

Също така Рекомендацията може да не бъде прилагана за средствата за измерване, предназначени за възпроизвеждане, преобразуване или измерване на величини, свързани едновременно с няколко параметъра, ако е необходимо за тези средства да се определят различни максимални грешки (например, измервателен генератор /генератор на стандартни сигнали/, електронни осцилоскопи), отнасящи се до всеки от тези параметри.

1.2. Принципи за класификация в зависимост от точността

1.2.1. Класификацията на средствата за измерване съобразно тяхната точност трябва да се извършва чрез утвърждаването на Класове, характеризиращи различните степени на точност на средствата от един и същи тип.

За всеки клас на точност за даден тип средства за измерване могат да се фиксират параметрите и характеристиките, определящи дадени метрологични характеристики, които могат да доведат до инструментална грешка по време на измерванията, извършвани с тези уреди.

За всеки тип средства за измерване, трябва да бъдат установени определен брой класове на точност, отразяващи степените на метрологичните характеристики, съответстващи на определени “нужди” за науката и техниката.

Забележка. Индексът, присвоен на даден клас на точност, отразява някаква обща степен на метрологичните характеристики на средството за измерване, но не изразява директно точността на измерванията, извършвани с това средство.

1.2.2. Параметрите и характеристиките на средствата за измерване, използвани за класификация в зависимост от тяхната точност, са

- основна грешка;

- допълнителна грешка, дължаща се на измененията на влияещите величини, грешка, която се проявява чрез вариации в показанията на измервателните уреди, чрез вариации на величината, възпроизвеждана от мерки или чрез вариации в метрологичните характеристики на измервателните преобразуватели;

- неустойчивост във времето;

- грешка от обратен (мъртъв) ход;

- други свойства, които влияят на точността на средствата.

Примери: Параметрите и метрологичните характеристики са:

- за краищни мерки: разликата между реалната и номиналната дължини, допустимото отклонение от равнинност и успоредност на измерителните им повърхнини, способност за притриване и неустойчивост във времето;

- за еталонни галванични двойки: неустойчивост във времето;

- за електрически показващи уреди за измерване: основна грешка и вариации в показанията, дължащи се на специфични изменения на влияещите величини (температура, честота на променливия ток, и т. н.);

- за везни: основна грешка, грешка от обратен ход, денивелация.

1.2.3. Параметрите и характеристиките, определящи метрологичните характеристики на средствата за измерване, и конкретните стойности на тези параметри и характеристики трябва да бъдат определени според принципа на действие на средствата за измерване, тяхната конструкция, предназначение и условия на експлоатация, в рекомендациите на МОЗМ и в националните регламентиращи документи, свързани с основните технически изисквания, които трябва да удовлетворяват средствата от съответните типове.

1.2.4. Параметрите и характеристиките, съответстващи на всеки тип средства за измерване, са дадени под формата на допустими максимални основни грешки и допустими максимални допълнителни грешки (или вместо последните, вариации на показанията, дължащи се на изменения на дадени влияещи величини), на допустимата максимална нестабилност и на допустими максимални отклонения от дадена изходна величина за други метрологични характеристики.

1.2.5. С цел да се определят класовете на точност на средствата за измерване, максималните грешки и нормите трябва да бъдат установени съобразно предвидените методи и изразени по начините, представени в Глава II на настоящата рекомендация (* В определени случаи може да се използват методи за стандартизация, различни от предвидените в настоящата Рекомендация /виж т. 2.5.1./).

1.2.6. Последователността на класовете на точност и тяхната връзка със съответните максимални грешки трябва да отговарят на разпоредбите на Глава III от настоящата Рекомендация.

1.2.7. Знаците на класовете на точност, използвани в рекомендациите и нормативните документи и означени върху средствата за измерване трябва да съответстват на тези, определени в Глава IV на настоящата Рекомендация.

1.2.8. Изпитването на средствата за измерване за съответствие на техния клас на точност трябва да се извършва чрез определяне поотделно на всеки параметър и на всяка характеристика.

ГЛАВА II.

2. Начини за нормиране на максималните грешки

2.1. Начини за изразяване на максималните грешки.

2.1.1. Максималните грешки могат да бъдат изразени под формата на :

абсолютни грешки – приведени грешки – относителни грешки

Изборът на начина на изразяване на грешката за даден тип средства за измерване трябва да бъде направен съобразно техните характеристики, като се държи сметка за:

принципа на действие на средството, измерителната верига, предназначението му и други фактори, които могат да повлияят на зависимостта между грешките и стойността на величината (например върху характера на изменение на грешките по продължение на скалата на измервателния уред).

2.1.2. Максималните грешки на средствата за измерване се изразяват под формата на абсолютни грешки, (т. е. в единици на измерваната величина или в деления на скалата на уреда):

ако тези уреди са предназначени за дадена област за измерване, където се използват за оценяване на степента на точност на резултатите в стойности, изразени в единиците на измерваната величина или в брой деления на скалата на използвания уред.

Пример: Използва се изразяването на максималните грешки на краищните мерки в единици за дължина (например в микрометри).

2.1.3. Максималните грешки на средствата за измерване се изразяват под формата на приведени грешки, (т. е. в проценти от дадена условна стойност, виж т. 2.3.2.):

ако абсолютните грешки, в обхвата на скалата на уреда, практически не зависят от стойността на измерваната величина и в същото време е желателно максималните грешки да се изразяват чрез число, което остава едно и също за определен клас средства за измерване, чиито горни граници на измерителния обхват са различни.

Пример: Абсолютните грешки на индикаторните амперметри практически не се изменят за различните сектори на измерителната скала. В същото време е удобно максималните грешки на амперметрите, имащи различни горни граници на измерителния обхват: 1 А, 10 А, 100 А, ..., да се изразят чрез число, което не се изменя при преминаването от една горна граница към друга (например 1% от горната граница на измерителния обхват).

2.1.4. Максималните грешки на средствата за измерване се изразяват под формата на относителни грешки, (т. е. в проценти от стойността на измерваната величина):

ако абсолютните грешки на уредите са почти линейна функция на измерваната величина и в същото време е желателно тези максимални грешки да се изразят чрез число, което остава постоянно (или чрез числа, които остават постоянни) за даден клас на точност на средствата за измерване, чиито горни граници на измерителния обхват остават постоянни.

Пример: За серия съпротивителни бобини от 0.01, 0.1, 1, 1.0, 10, 100, 1000 и 10000 Ω се използва изразяването на максималните грешки чрез едно и същи число, показващо относителната грешка в проценти (например 0.01% от номиналната стойност на съпротивлението на бобините).

2.2. Начини за стандартизиране на абсолютните максимални грешки

2.2.1. Ако максималните грешки на даден тип средство за измерване (в изправност), изразени под формата на абсолютни грешки (т. 2.1.2.) не зависят от стойността на измерваната величина, максималните грешки се определят по формулата:

(1) ∆ = ± а,

където

∆ е абсолютната максимална грешка,

а е постоянна величина, изразена в единици на измерваната величина или в скални деления.

2.2.2. Ако максималните грешки на даден тип средства за измерване (в изправност), изразени под формата на абсолютни грешки (т. 2.1.2.), са в линейна зависимост от стойността на измерваната велищина, максималните грешки се определят по формулата:

(2) ∆ = ± (a + bх),

където

∆ е абсолютната максимална грешка,

а е постоянна величина, изразена в единици на измерваната величина или в скални деления,

b е стойността на измерваната величина,

х е постоянно абстрактно положително число.

2.3.2. В случаите на по-сложна зависимост между максималните грешки на средствата за измерване и стойността на измерваната величина, максималните грешки се определят чрез функция, изразяваща приблизително тази зависимост, или чрез таблица.

2.3. Начини за стандартизиране на приведените максимални грешки.

2.3.1. Максималните приведени грешки (т. 2.1.3.) се определят по формулата:

100 ׀ Δ ׀

(3) γ = ± % = p%,

x_N

където

γ е максималната приведена грешка, изразена в проценти от условната величина x_N;

׀ Δ ׀ е максималната абсолютна грешка, изразена в същите единици, както условната величина x_N, без да се държи сметка за знака;

p е абстрактно положително число.

2.3.2. Условната стойност е равна на:

а) за средствата за измерване, имащи линейна или експоненциална скала (за определението на този термин виж ТЕРМИНОЛОГИЯ) и ако нулевият знак е в края или извън скалата – на стойността на горната граница на измерителния обхват;

б) за средствата за измерване, имащи линейна или експоненциална скала (за определението на този термин виж ТЕРМИНОЛОГИЯ) и ако нулевият знак е в обхвата на скалата – на най-голямата от стойностите на границите на измерителния обхват (без да се държи сметка за знака);

но в случаите на измервания с електрически средства за измерване, ще продължава да се прилага нормата на Международната електрическа комисия, която постановява условната стойност да се приравни на аритметичната сума на стойностите на двете граници на измерителния обхват от едната и от другата страна на нулевото деление, без да се държи сметка за знака.

в) за средствата за измерване, имащи стеснена нелинейна скала (за определението на този термин виж ТЕРМИНОЛОГИЯ) – на цялата съществуваща дължина на цялата скала.

В този случай Δ се изразява в същите единици, както дължината на скалата;

г) за средствата на измерване, чието градуиране е в единици на величина, за която е приета скала с условна нула (например в ˚С) – на измервателния обхват;

д) за средствата за измерване, чиято номинална стойност е фиксирана – на тази номинална стойност;

е) при специални случаи, необхванати от предходната алинея, условната стойност ще бъде определена в рекомендации на МОЗМ, отнасящи се до съответния тип средства за измерване.

2.4. Начини за стандартизиране на максималните относителни грешки.

2.4.1. Ако максималните грешки на разглеждан тип средства за измерване (в изправност), изразени чрез относителни грешки (т. 2.1.4.), не зависят от стойността на измерваната величина, максималните грешки се определят съгласно формулата:

100 ׀ Δ ׀

(4) δ = ± % = ± с%,

където

δ е относителната максимална грешка, изразена в проценти от стойността х,

х е стойността на измерваната величина,

׀ Δ ׀ е абсолютната максимална грешка, без да се държи сметка за знака,

с е абстрактно положително число.

Забележка: В случаите на измервателни уреди и измервателни преобразуватели, трябва да се определи минималната стойност х₀ на измерваната величина, за която формула (4) е в сила.

2.4.2. Ако максималните грешки на даден тип средства за измерване (в изправност), изразени чрез относителни грешки (т. 2.4.1.), зависят от стойността на измерваната величина, максималните грешки се определят съгласно формулата:

100 ׀ Δ ׀ x_m

(5) δ = ± % = [с + d( - 1)]%,

x x

където

δ е относителната максимална грешка, изразена в проценти от стойността х,

х е стойността на измерваната величина,

׀ Δ ׀ е границата на абсолютната максимална грешка, без да се държи сметка за знака,

x_m е горната граница на измерителния обхват на средството за измерване или областта на вариации на входната величина на измервателния преобразувател,

с и d са абстрактни положителни числа (* Формула (5) е еквивалентна на формулата δ = ±(с’ + d[x_m/x]), където c = c’ – d, но е по-удобна, защото “c” представлява границата на относителната грешка, изразена в проценти в случая, когато x = x_m. Коефициентът “d” в двете формули е един и същ и оценява нарастването на относителната максимална грешка, изразена в проценти в случая, когато x < x_m).

2.5. Други начини за стандартизиране на максималните грешки.

2.5.1. В изключителни случаи, когато начините за изразяване на максималните грешки и на знаците на гореспоменатите класове на точност не са приложими, могат да се използват и други начини (* виж т. 1.2.5.).

Глава III

3. Класове на точност и съответстващи максимални грешки.

3.1. Редове на класовете на точност.

3.1.1. За средства за измерване, чиито максимални грешки са изразени съгласно т. 2.2. (абсолютни грешки), установените редове на класовете на точност се означават с главни букви или с римски цифри.

3.1.2. За средства за измерване, чиито максимални грешки са изразени съгласно т. 2.3.1. и т. 2.4.1. (приведени и относителни грешки), редовете на класовете на точност се определят съответно от числата:

1^.10ⁿ; 1.5^.10ⁿ; 1.6^.10ⁿ; 2^.10ⁿ; 2.5^.10ⁿ; 3^.10ⁿ; 4^.10ⁿ; 5^.10ⁿ; 6^.10ⁿ,

където n = 1; 0; -1; -2; и т. н.

За една и съща стойност на “n” броят на класовете е ограничен до 5.

Забележки:

1. Забранена е едновременната употреба на класове 1.5^.10ⁿ.

2. Клас 3^.10ⁿ е запазен за изключителна употреба в технически обосновани случаи.

3.1.3. За средствата за измерване, чиито грешки се изразяват съгласно т. 2.4.2. (относителна грешка, зависеща от стойността на измерваната величина), се определят редове на класовете на точност, означени с две цифри c и d, описани във формула (5).

Тези цифри c и d за всеки клас на точност трябва да бъдат взети за реда, предвиден в т. 3.1.2., като отношенията на тези две цифри са фиксирани при условие, че с е по-голямо от d.

3.1.4. За средствата за измерване, чийто клас на точност не се характеризира чрез грешките, а чрез други метрологични характеристики, редовете на класа на точност трябва да бъдат фиксирани съгласно изискванията на т. 3.1.1. или т. 3.1.2. според начина на изразяване на тези характеристики.

3.2. Параметри и характеристики на средствата за измерване в зависимост от класовете на точност

3.2.1. Рекомендациите на МОЗМ и националната нормативна уредба, засягащи отделните видове средства за измерване и предвиждащи тяхното разделяне според точността им, трябва да фиксират реда на класа на точност и съответните максимални грешки, както и условията, за които те са определени, в частност:

а) максималната основна грешка или грешки и съответните нормални условия;

б) максималните допълнителни грешки и номиналните области на приложение за всяка влияеща величина или измервателни уреди – границите на допустимите вариации на показанията при определени вариации на влияещите величини;

в) допустимите граници на неустойчивост във времето;

г) параметрите и характеристиките, определящи всички други метрологични характеристики на средствата.

Забележка: Нормалните стойности на влияещите величини трябва да бъдат определени с допустими отклонения.

3.2.2. Максималните основни грешки за всяка категория средства за измерване трябва да бъдат изразени по някоя от формите, предвидени в параграф 2.1.

За класифициране на средствата според тяхната точност, за предпочитане е да се използва относителната или приведената грешка, защото по този начин знакът за клас на точност директно показва степента на точност на средството за измерване, използвано при нормални условия.

3.2.3. Основната грешка на средствата за измерване от даден клас точност не трябва да надвишават:

а) за средства, чиито класове на точност са означени с главни букви или с римски цифри (т. 3.1.1.) – стойностите, определени със съответната нормативна уредба за всяка категория от тези средства (в реда на класовете на точност, буквите, по-близки до началото на азбуката или най-малките цифри, трябва да съответстват на най-малките максимални грешки;

б) за средства, чиито класове на точност са означени с число от реда, посочен в т. 3.1.2. – стойността, съответстваща на числото, влизащо в знака на класа на точност;

в) за средства, чиито класове на точност са означени с числата c и d (т. 3.1.3.) – стойността, изчислена по формула (5) (т. 2.4.2.), като в тази формула c и d се заместят със стойността, съответстваща на класа на точност.

3.2.4. Максималните грешки, изчислени по формули (2) и (5) или по функционални зависимости, трябва да бъдат закръглени след изчисляването и изразени максимално чрез две значими цифри.

3.2.5. Максималните допълнителни грешки, или за измервателните уреди границите на вариация на показанията, дължащи се на вариации на съответните влияещи величини, обикновено се изразяват по същия начин, както основната грешка.

3.2.6. Максималните допълнителни грешки, или за измервателните уреди границите на вариация на показанията, дължащи се на вариации на съответните влияещи величини, трябва да бъдат уточнени чрез:

а) посочване на конкретна стойност на максималната грешка или на вариациите на показанията на уреда за номиналния обхват на изменение на съответната влияеща величина, или

б) посочване на функционалната зависимост между грешката или вариацията на показанията и определеното изменение на влияещата величина. Когато грешката е в линейна зависимост от влияещата величина, може да бъде определена връзката между вариацията на максималната грешка и определеното изменение на влияещата величина (т.е. фактора, влияещ на тази величина).

3.2.7. Границите на допустима неустойчивост във времето, характерни за средствата за измерване, обикновено се определят по същия начин, както основната грешка. Конкретните граници на допустима неустойчивост и съответните им присъщи промеждутъци от време трябва да бъдат указани в Рекомендации, постановяващи редовете на класовете на точност за отделните видове средства за измерване.

3.2.8. За средства за измерване, предназначени за употреба при различни условия, могат да се допускат, в рамките на същия клас на точност, различни допълнителни грешки или различни максимални вариации на показанията (т. 4.2.3.).

3.2.9. Изискванията за другите метрологични характеристики на средствата за измерване, които не са предвидени в т. 3.2.3. – т. 3.2.7., трябва да бъдат фиксирани в рекомендации, свързани със съответните категории на тези средства.

3.2.10. Изискванията, засягащи максималните грешки и нормите, предвидени в настоящата Рекомендация, трябва да бъдат прилагани както за нови или ремонтирани средства за измерване, така и за тези, които са в употреба.

За някои нови средства за измерване могат да се предвидят и по-строги изисквания към метрологичните им характеристики, за които предварително е известна тенденцията на колебание по време на по-нататъшната употреба на средството.

Пример: Понеже в процеса на тяхната употреба, масата на теглилките винаги намалява вследствие на износването им, в нормите за някои от техните категории може да се предвиди такова начално тегло, че масата на новите теглилки да не е по-малка от номиналната им стойност.

3.3. Класове на точност на комбинирани средства за измерване.

3.3.1. За средствата за измерване, съдържащи два или повече измервателни обхвата, могат да бъдат определени два или повече класове на точност.

3.3.2. За универсалните или комбинираните средства за измерване (предназначени за измерване на две или повече различни физични величини) могат да бъдат определени няколко класа на точност в съответствие с измерваните величини.

Пример: За електрически комбиниран измервателен уред, предназначен за измерване на постоянен и променлив ток, могат да бъдат фиксирани два класа на точност: единият, характеризиращ характеристиките на уреда при постоянен ток, и другият – на уреда при променлив ток.

Глава IV

4. Означение и маркировка

4.1. Означения, използвани в документацията

4.1.1. Класовете на точност на средствата за измерване, чиито максимални грешки и нормиране се изразяват под формата на абсолютни грешки, в съответствие с т. 2.2.1. и т. 2.2.2., се означават или с главни латински букви, които могат да бъдат приети за знак, или с римски цифри.

Пример: Измерване на дължина с краищни мерки с клас на точност А.

4.1.2. Класове на точност на средствата за измерване, чиито максимални грешки и нормиране се изразяват под формата на приведена грешка, съобразно т. 2.4.1., или под формата на приведена грешка в съответствие с т. 2.3.1., се означават с числа, съвпадащи със стойността на основната максимална грешка, изразена в проценти.

Пример: Амперметър с клас на точност 0.5.

4.1.3. Класове на точност на средствата за измерване, чиито максимални грешки се изразяват под формата на приведена грешка, в съответствие с т. 2.4.2., се означават с две числа, представляващи съответно c и d във формула (5), разделени с наклонена черта.

4.1.4. В документите, свързани с производството и употребата на средства за измерване (Рекомендации, правилници, норми, технически изисквания, чертежи, описания и т.н.) се препоръчва знаците за класовете на точност да се придружават от указания за правилника, който определя разглежданата точност.

4.1.5. Допуска се в документите да се използват знаци на класове на точност, предвидени в т. 4.2.1.

4.2. Маркировка на средствата за измерване.

4.2.1. На циферблатите, табелките с номинални данни за изделието или на корпуса на средството за измерване трябва да са означени знаците на класовете на точност, съставени от числа, главни латински букви или римски цифри, определени в т. 4.1., придружени със съответните означения, предвидени в следната таблица 1.

Таблица 1.

Знаци на класовете на точност за маркировка върху средствата за измерване.

Начини на изразяване на грешките	Параграф или точка	Клас на точност или максимална грешка (примери)	Знак на класа на точност (за дадения пример)
абсолютна грешка	2.2.	Клас М	М
приведена грешка (приетата стойност е изразена в единиците на измерваната величина)	2.3.2. а, б, в, г	γ = ± 1.5 %	1.5
приведена грешка (приетата стойност е изразена чрез дължината на скалата)	2.3.2. с	γ = ± 0.5 %	0.5 %
постоянна относителна грешка	2.4.1.	δ = ± 0.5 %	0.5 %
относителна грешка, която нараства с намаляването на измерваната величина	2.4.2.	δ = ±[0.02+0.01(x_m/x-1)]%	0.02/0.01

Забележки:

1. Примерите на знаците, използвани за илюстрация в таблица 1, са избрани произволно.

2. Не е необходимо указването на класа на точност върху мерките, за които са фиксирани точно определени външни особености, свойствени за този клас, в съответните рекомендации на МОЗМ.

Пример: Може да се изпусне указването на знака за класа на точност върху теглилките, които според Рекомендация на МОЗМ имат специална форма за разглеждания клас на точност.

3. Означението за класа на точност върху измервателните уреди с нелинейна скъсена скала може да бъде допълнено, като информация, със стойността на относителната грешка, изразена в проценти от стойността на измерваната величина за част от скалата, ограничена със специални символи (точки или триъгълници, например). Тази стойност трябва да бъде следвана от символа % и оградена с окръжност, за да се подразбира, че този знак не представлява знак за клас на точност.

4.2.2. Означението на националния регламентационен документ, установяващ основните технически изисквания за определена категория средства за измерване, трябва също така да бъде маркирано върху табелките с номинални данни за изделието или върху корпуса на средството за измерване, от страна на знака за клас на точност.

Допуска се означаването на знак за съответствие с националните стандарти на мястото на националния регламентационен документ.

В случая, когато за даден клас на точност се фиксират различни граници за грешките (или за вариациите на показанията) според условията на експлоатация на средствата за измерване, приетите означения, предвидени в регламентационните документи за тези условия на експлоатация трябва също да бъдат маркирани върху средствата за измерване.

4.2.3. Когато според нормативните документи, означението на разглежданата величина или на нормалната област на една влияеща величина трябва да бъде маркирана върху средството за измерване, това означение трябва да бъде подчертано.

Примери за цитираните означения, които трябва да бъдат маркирани върху средството за измерване, както и означения за нормалния обхват на изменение на влияещата величина, са дадени в таблица 2, където за пример на влияеща величина е взета честотата на променлив електричен ток.

Таблица 2.

Разглеждана стойност или област на честотата, Hz	Нормален обхват на изменение, Hz	Означения
400	-	400 Hz
45 … 55	-	45 … 55 Hz
50	20 … 120	20 ….50...120 Hz
40 … 60	40 … 120	40…40…60…120 Hz
40 … 60	10 … 120	10…40…60…120 Hz