Что нужно знать о классе точности измерительного прибора

Что нужно знать о классе точности измерительного прибора?

Измерительные приборы: вольтметры, амперметры, токовые клещи, осциллографы и другие — это устройства, предназначенные для определения искомых величин в заданном диапазоне, каждый из них имеет свою точность, причем устройства, измеряющие одну и ту же величину, в зависимости от модели, могут отличаться по точности и классу.

В каких-то ситуациях достаточно просто определить значение, например, вольтаж батарейки, а в других необходимо выполнить многократное повторение измерений высокоточными приборами для получения максимально достоверного результата, так в чем отличие таких измерительных устройств, что означает класс точности, сколько их бывает, как его определить и многое другое читайте далее в нашей статье.

Погрешности измерений

Общие сведения об измерениях

Измерение – нахождение значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Под измерением понимается процесс экспериментального сравнения данной физической величины с однородной физической величиной, значение которой принято за единицу.

Мера – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера.

Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем. Измерительные приборы классифицируются по различным признакам. Например, измерительные приборы можно построить на основе аналоговой схемотехники или цифровой. Соответственно их делят на аналоговые и цифровые. Ряд приборов, выпускаемых промышленностью, допускают только отсчитывание показаний. Эти приборы называются показывающими. Измерительные приборы, в которых предусмотрена регистрация показаний, носят название регистрирующих.

Погрешности измерений

Погрешность является одной из основных характеристик средств измерений.

Под погрешностью электроизмерительных приборов, измерительных преобразователей и измерительных систем понимается отклонение их выходного сигнала от истинного значения входного сигнала.

Абсолютная погрешность Δa прибора есть разность между показанием прибора ах и истинным значением а измеряемой величины, т.е.

Абсолютная погрешность, взятая с обратным знаком, называется поправкой.

Относительная погрешность δ представляет собой отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Относительная погрешность, обычно выражаемая в процентах, равна

Приведенная погрешность γП есть выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности Δa к нормирующему значению апр

Нормирующее значение – условно принятое значение, могущее быть равным конечному значению диапазона измерений (предельному значению шкалы прибора).

Погрешности средств измерений

Класс точности прибора указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,05. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.

Класс точности прибора (например, амперметра) дается выражением

При установлении классов точности приборов нормируется приведенная погрешность, а не относительная. Причина этого заключается в том, что относительная погрешность по мере уменьшения значений измеряемой величины увеличивается.

По ГОСТ 8.401-80 в качестве значений класса точности прибора используется отвлеченное положительное число из ряда:

В интервале от 1 до 100 можно использовать в качестве значений класса точности числа:

(α = 0) 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6;

(α = 1) 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.

Т.е. четырнадцать чисел 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6; 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60.

Необходимо отметить, классы точности от 6,0 и выше считаются очень низкими.

Примеры решения задач

Задача №1

Определить для вольтметра с пределом измерения 30 В класса точности 0,5 относительную погрешность для точек 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В и наибольшую абсолютную погрешность прибора.

Решение

  1. Класс точности указывают просто числом предпочтительного рода, например, 0,5. Это используют для измерительных приборов, у которых предел допускаемой приведенной погрешности постоянен на всех отметках рабочей части его шкалы (присутствует только аддитивная погрешность). Таким способом обозначают классы точности вольтметров, амперметров, ваттметров и большинства других однопредельных и многопредельных приборов с равномерной шкалой.

Приведенная погрешность (выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к нормирующему значению)

постоянна и равна классу точности прибора.

Относительная погрешность однократного измерения (выраженное в процентах отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины)

уменьшается к значению класса точности прибора с ростом измеренного значения к предельному значению шкалы прибора.

Абсолютная погрешность однократного измерения

постоянна на всех отметках рабочей части шкалы прибора.

По условию задачи: Uизм = Ui = 5, 10, 15, 20, 25 и 30 В – измеренное значение электрической величины; Uпр = 30 В – предел шкалы вольтметра.

Наибольшая абсолютная погрешность вольтметра

Принцип работы состоит в воздействии магнитного поля, возникающего при прохождении тока через катушку на диск, который от этого влияния приходит во вращательное движение. В свою очередь, вращение этого диска передвигает колесики с цифрами, отображающими количество электроэнергии, прошедшей через катушку. Чем больше мощности потребляется в данный момент, тем выше скорость вращения диска и колесиков с цифрами.

Такие счетчики, известные также как механические, установлены в большинстве домов России. Они имеют свои плюсы — простота конструкции, надежность, долговечность (срок эксплуатации выше 15 лет), невысокая стоимость. Но у них есть существенный недостаток — низкий класс точности электросчетчика 2.0 и 2.5, это означает, что погрешность в показаниях составляет более 2%. Другими словами, потребитель может как переплачивать за электроэнергию, так и недоплачивать.

Индукционные счетчики устанавливались еще в советское время и срок их эксплуатации постепенно подходит к концу. Целесообразно заменять их на электронные, для достижения повышения точности измерений и надежности.

Стоимость приборов

Стоимость электросчётчика зависит от многих параметров, в том числе и от класса точности прибора.

Популярные модели:

Тайпит НЕВА 101 1S0 151499

Современный регистратор расхода электрической энергии с классом точности: 1.

Позволяет максимально точно учитывать потребляемую энергию. НЕВА 101 1S0 151499 подключается только к однофазной электрической сети.

Стоимость – 1118 рублей.

Инкотекс Меркурий 230 АМ-02 53469

Трёхфазный электросчётчик. Класс точности данного устройства:1;

Электросчётчик использует однотарифный учёт расхода электроэнергии. Благодаря высокому качеству данного устройства регистрация используемого электричества осуществляется максимально точно.

Стоимость прибора – 3400 рублей.

Энергомера СЕ 102М R5 145 J 253295

Данное электротехническое изделие имеет цифровой дисплей для отображения показаний счётчика.

Полностью электронный прибор имеющий класс точности: 1; позволяет максимально точно осуществлять подсчёт используемой электроэнергии. Используется данное устройство может только в однофазной сети.

Стоимость 2300 рублей.

Скат 105Э/1-5(60) ТОИ4 1ф 5-60А

Однофазный многотарифный счётчик, позволяющий максимально экономить средства на оплате электроэнергии. Благодаря тому, что прибор имеет 1 класс точности подсчёт осуществляется максимально эффективно. Прибор может применяться только в однофазных сетях.

Стоимость такого устройства – 1900 рублей.

ПСК Люберцы СО-51 ПК

Однофазный счётчик, 2 класса точности. Данная модель может быть использована как в частных домах, так и коммерческих целях.

Как определить?

В большинстве квартир и частных домах установлены электрические счётчики с классом точности в 2.5%.

Читайте также  Чем закрыть дверной проем

Нерасчётные электросчётчики подлежат обязательной замене на более новые и современные приборы.

Самостоятельно определить класс точности достаточно просто при помощи обычного визуального осмотра приборной панели устройства.

На циферблате любой модели, в кружочке, есть две цифры, которые разделены запятой.

Одной из важных характеристик прибора учета является коэффициент трансформации счетчика электроэнергии. Рассмотрим данную величину подробно.

Как правильно опломбировать счетчик электроэнергии и кто это должен делать? Ответы на эти вопросы даны здесь.

Определение процента погрешности, а также установка факта превышения стандартных пределов осуществляется посредством технической поверки, в процессе которой обязательно выполняется сравнительный анализ показаний проверяемого электрического счетчика с образцовым прибором учёта.

Такой способ проверки является затратным, поэтому специалисты рекомендуют отдавать предпочтение приобретению новой модели и полной замене устаревшего прибора.

Что это такое и где указан

Определение понятие «класс точности» содержится в ГОСТ 52320-2005 часть 11:

Класс точности указывается на табло электросчетчика в виде цифр и выделяется окружностью.

Краткое определение: Цифра обозначает максимальное значение погрешности (отклонения), допустимое при измерении потребляемой электроэнергии конкретным прибором, измеряется в процентах.

Электросчетчики имеют различный класс точности. Старые индукционные модели, уже снятые с производства, имели большие погрешности (более 2.5%). В период покоя они потребляли значительное количество электроэнергии, что приводило к повышенному расходу электричества в стране. На рисунке выше представлен старый тип индукционного счетчика. В окружности слева на панели индикации указано значение погрешности 2,5%.

До недавнего времени такими устройствами были оборудованы абсолютно все дома в бытовом секторе и квартиры. Их и сегодня можно встретить в частном доме в деревне, в гаражах и на дачах. Но в последние 10 лет устаревшее оборудование заменяют.

На законодательном уровне (а именно, согласно ПУЭ, глава 1.5. п. 1.5.15) запрещено эксплуатировать электросчетчик с погрешностью 2,5% и выше. К применению физическими лицами разрешены устройства, у которых класс точности 1 или 2. То есть приборы учета должны устанавливаться в квартире взамен старого, после его выхода из строя или окончания срока эксплуатации.

На рисунке вверху, для сравнения, показаны два типа счетчиков — нового и старого образца, где указана их погрешность.

Как определить

Обозначение класса наносится производителем на корпусе либо на шкале под стеклом, в большинстве случаев, это цифра помещенная в кружок, но в более старых версиях, вместо круга может быть звезда. Если же есть сомнения, что устройство не соответствует приведенным сведениям, то следует обратиться в организацию занимающуюся проведением метрологических поверок, где лабораторным путем будет определено значение погрешности.

По результатам исследований составляется протокол с вносимыми туда показаниями образцового и поверяемого приборов, а также заключением эксперта.

Методы непосредственной оценки и методы сравнения

Непосредственная оценка. При применении данного метода значение нужной величины вычисляют по шкале прибора (тока — по амперметру, напряжения — по вольтмет­ру и пр.). Он довольно прост, но не отличается сравнительно вы­сокой точностью.

Сравнения. Состоит в том, что величина, которая измеряться, сравнивается с величиной, воспроизводимой мерой. Он обеспечивает точность, большую, чем метод непосредственной оценки, но процесс из­мерения значительно усложняется. У метода сравнения есть несколько разно­видностей: дифференциальной, нулевой и замещения.

При нулевом методе стараются свести влияние на измерительное устройство измеряемых величин до нуля. Пример — с помощью урав­новешенного моста для измерения электрического сопротивления.

При методе замещения величину которая подлежит измерению замещают из­вестной величиной, которая воспроизводится мерой. При этом, изменяя известную величину, добиваются точно такого же показа­ния прибора, как и то, которое действовало при действии измеряемой величины. Таким образом устанавливают погрешность. При использовании дифференциального метода разность между величиной и измеряемой величиной, вос­производимой мерой действуют на измерительный прибор. Пример — с помощью неуравновешенного моста измерение электрического сопротивления.

Известно, что приборов с точностью абсолютной не существует в мире, то каждый прибор характеризуется погрешностью. Они делятся на относительные, абсолютные и приведенные.

Погрешность абсолютная А — это разность между фактическим значением шкалы прибора А и действительным значением измеряемой величины АД:

Погрешность относительная — это отношение погрешности абсолютной ∆ к фактическому значению измеряемой величины А. Выражается она в процентах:

Погрешность приведенная — представляет собой ничто иное как отношение абсолютной погрешности ∆ к нормирующему значению АN измеряемой величины:

Обычно нормирующее значение принято принимать равным верхнему пределу измерения для прибора.

На заметку

Верховный суд РФ в решении по делу № АКПИ 18-1304 указал, что разница в погрешности измерений между ИПУ и ОДПУ вызвана разным количеством электроэнергии, которое фиксируют эти приборы. Чем выше объём КР, тем больше погрешность, следовательно, тем выше должен быть класс точности у прибора учёта, чтобы он фиксировал реально потреблённый объём ресурса.

Управляющие организации, отмечающие рост сверхнормативного объёма потребления ресурсов на содержание общего имущества собственников в многоквартирном доме, должны помнить о факторах, влияющих на этот показатель:

  • непередача собственниками показаний ИПУ;
  • неисправные ИПУ, в том числе те, в работу которых было произведено несанкционированное вмешательство;
  • хищение коммунальных ресурсов в обход ИПУ;
  • неэффективное использование ресурсов в местах общего пользования (например, весь день горит свет в подъезде).

Для борьбы с этими факторами УО совместно с РСО должны разработать стратегию по их устранению и привлечь к работе Совет МКД, активных собственников и жителей дома.