Классы точности электросчетчиков гост

Что означает класс точности измерительного прибора

Класс точности измерительного прибора — это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами, влияющими на точность, значения которых установлены в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности средств измерений характеризует их свойства в отношении точности, но не является непосредственным показателем точности измерений, выполняемых при помощи этих средств.

Для того чтобы заранее оценить погрешность, которую внесет данное средство измерений в результат, пользуются нормированными значениями погрешности . Под ними понимают предельные для данного типа средства измерений погрешности.

Погрешности отдельных измерительных приборов данного типа могут быть различными, иметь отличающиеся друг от друга систематические и случайные составляющие, но в целом погрешность данного измерительного прибора не должна превосходить нормированного значения. Границы основной погрешности и коэффициентов влияния заносят в паспорт каждого измерительного прибора.

Основные способы нормирования допускаемых погрешностей и обозначения классов точности средств измерений установлены ГОСТ.

На шкале измерительного прибора маркируют значение класса точности измерительного прибора в виде числа, указывающего нормированное значение погрешности. Выраженное в процентах, оно может иметь значения 6; 4; 2,5; 1,5; 1,0; 0,5; 0,2; 0,1; 0,05; 0,02; 0,01; 0,005; 0,002; 0,001 и т. д.

Если обозначаемое на шкале значение класса точности обведено кружком, например 1,5, это означает, что погрешность чувствительности δ s =1,5%. Так нормируют погрешности масштабных преобразователей (делителей напряжения, измерительных шунтов, измерительных трансформаторов тока и напряжения и т. п.).

Это означает, что для данного измерительного прибора погрешность чувствительности δ s= d x/x — постоянная величина при любом значении х. Граница относительной погрешности δ (х) постоянна и при любом значении х просто равна значению δ s, а абсолютная погрешность результата измерений определяется как d x= δ sx

Для таких измерительных приборов всегда указывают границы рабочего диапазона, в которых такая оценка справедлива.

Если на шкале измерительного прибора цифра класса точности не подчеркнута, например 0,5, это означает, что прибор нормируется приведенной погрешностью нуля δ о=0,5 %. У таких приборов для любых значений х граница абсолютной погрешности нуля d x= d о=const, а δ о= d о/хн.

При равномерной или степенной шкале измерительного прибора и нулевой отметке на краю шкалы или вне ее за хн принимают верхний предел диапазона измерений. Если нулевая отметка находится посредине шкалы, то хн равно протяженности диапазона измерений, например для миллиамперметра со шкалой от -3 до +3 мА, хн= 3 — (-3)=6 А.

Однако будет грубейшей ошибкой полагать, что амперметр класса точности 0,5 обеспечивает во всем диапазоне измерений погрешность результатов измерений ±0,5 %. Значение погрешности δ о увеличивается обратно пропорционально х, то есть относительная погрешность δ (х) равна классу точности измерительного прибора лишь на последней отметке шкалы (при х = хк). При х = 0,1хк она в 10 раз больше класса точности. При приближении х к нулю δ (х) стремится к бесконечности, то есть такими приборами делать измерения в начальной части шкалы недопустимо.

На измерительных приборах с резко неравномерной шкалой (например на омметрах) класс точности указывают в долях от длины шкалы и обозначают как 1,5 с обозначением ниже цифр знака «угол».

Если обозначение класса точности на шкале измерительного прибора дано в виде дроби (например 0,02/0,01), это указывает на то, что приведенная погрешность в конце диапазона измерений δ прк = ±0,02 %, а в нуле диапазона δ прк = -0,01 %. К таким измерительным приборам относятся высокоточные цифровые вольтметры, потенциометры постоянного тока и другие высокоточные приборы. В этом случае

δ (х) = δ к + δ н (хк/х — 1),

где хк — верхний предел измерений (конечное значение шкалы прибора), х — измеряемое значение.

ГОСТ 24104-2001
OIML R 76-1-2011
Классы точности весов
Основные положения стандартов

С 01.07.2001 г. принят ГОСТ 24104-2001 (взамен устаревшего ГОСТ 24104-1988). Данный ГОСТ выпущен на основе OIML и подразделяет весы на 3 класса точности, взамен ранее применяемых 4х классов:

I специальный класс точности весов,

II высокий класс точности и

В I специальный класс определены весы 1-2 класса по старому ГОСТ 24104-1988, во II высокий и III средний — определены весы 3-4 класса по старому ГОСТ 24104-1988.

Ключевым параметром, определяющим применимость и качество весового оборудования однозначно является его точность. Для всех средств измерений устанавливается класс точности, и это в дальнейшем отражает их метрологические характеристики и применимость для клиента.

Метрологические характеристики устанавливаются в соответствии с нормативно-техническими документами. Установленные этими документами характеристики называются нормируемыми, а когда их определяют экспериментальным путем, становятся – действительными. Правила выбора комплексов нормируемых метрологических характеристик для измерительных средств и способы их нормирования определены стандартом ГОСТ 8.009-84 «ГСИ. Нормируемые метрологические характеристики средств измерений».
К основным характеристикам измерительных приборов относят: основную и дополнительную погрешность.

Существуют определенные классы точности и пределы допустимых погрешностей, прописанные в государственных стандартах. На сегодняшний день, для обозначения точности весового прибора используется ГОСТ OIML R 76-1-2011.

Формы выражения пределов погрешностей

Пределы погрешностей могут быть выражены в форме абсолютной, приведенной или относительной погрешности. Форма выражения погрешности для измерительных средств определяется в соответствии с их видом, свойствами, принципом действия, назначением и других факторов, влияющих на характер погрешности.

Параметры точности и погрешности весов

В весоизмерительных оборудованиях существует наибольший(НПВ) и наименьший(НМПВ) предел взвешивания весов. Наибольший предел взвешивания — это верхняя граница предела взвешивания. НПВ определяет самую большую массу при взвешивании на весах за один раз. Наименьший предел взвешивания — это нижняя граница предела взвешивания. НМПВ определяет какой наименьший вес можно взвесить на весах с допустимой степенью погрешности.

Цена деления весов

Предельно допустимая погрешность у весов обозначается величиной «e», ее еще называют «цена поверочного деления». Предельно допустимая погрешность должна быть не более определенной по нормативным документам. Она указывается заводом изготовителем при производстве весов. Дискретность – это значение, изменяющееся между несколькими различными стабильными состояниями. В качестве примера можно привести механические часы, в которых минутная стрелка перемещается скачкообразно, т.е. дискретно, на одну шестидесятую целой окружности циферблата. Дискретность обозначается как «d». Предельно допустимая погрешность весов определяется ценой поверочного деления e. Производители весов и весового оборудования весов гарантирует следующее соотношение: d = e. Чем ниже погрешность на весах, тем выше точность измерений весового прибора. Погрешность весов в диапазоне измерений по абсолютному значению не должна превышать пределов допускаемой погрешности.

Что такое класс точности весов: I, II, III классы точности

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.

Что такое класс точности

Определение: «Класс точности измерения — это общая характеристика точности средства измерения, определяемая пределами допустимых основных и дополнительных погрешностей, а также другими факторами, влияющими на нее».

Сам по себе класс не является постоянной величиной измерения, потому что само измерение зачастую зависит от множества переменных: места измерения, температуры, влажности и других факторов, класс позволяет определить лишь только в каком диапазоне относительных погрешностей работает данный прибор.

Чтобы заранее оценить погрешность, которую измерит устройство, также могут использоваться нормативные справочные значения.

Устаревание, несовершенство изготовления измерителей, внешние воздействия — это основной показатель отклонения погрешностей.

Относительная погрешность — это отношение абсолютной погрешности к модулю действительного приближенного показателя полученного значения, измеряется в %.

Абсолютная погрешность рассчитывается следующим образом:

∆=±a или ∆=(a+bx)

x – число делений, нормирующее значение величины

a, b – положительные числа, не зависящие от х

Абсолютная и приведенная погрешность рассчитывается по следующим формулам, см. таблицу ниже

Виды электросчётчиков

Индукционные

Индукционные – представляют собой знакомое практически каждому устройство. Их характерной особенностью является постоянно вращающееся колёсико за прозрачным стеклом. Оно крутиться с разной скоростью и зависит это от расхода электричества. Чем он выше, тем быстрее раскручивается колёсико.

Показания можно увидеть на специальных барабанах с изображёнными цифрами. Принцип работы у него следующий. В конструкции есть 2 катушки. Одна из них катушка напряжения. Она ограничивает переменный ток, а также служит неким барьером для различного рода помех.

Ещё её функция заключается в создании магнитного потока, который эквивалентен проходящему через неё напряжению. Вторая катушка называется токовой. Она также производит магнитный поток, но только он соразмерен силе тока.

Оба магнитных потока в итоге проникают через специальный алюминиевый диск. Поскольку они имеют параболическую траекторию, то проходят сквозь вышеупомянутую преграду 2 раза. За счёт этого и возникают силы, которые заставляют алюминиевый диск крутиться.

Вследствие этого ось, на которой он расположен, оказывает действие на те самые барабаны с цифрами посредством зубчато-винтовой передачи. Таким образом, показания зависят от скорости вращения диска из алюминия, а она, в свою очередь, зависит от магнитных потоков, которые создаются катушками.

В итоге, чем выше напряжения в электросети, тем больше будут цифры на барабанах. Такие счётчики достаточно широко распространены даже в век высоких технологий.

К их достоинствам можно отнести:

1. Высокую надёжность.
2. Долговечность.
3. Абсолютную независимость от случайных перепадов напряжения.
4. Невысокую цену.

Однако есть у них несколько недостатков:

1. Низкий класс точности.
2. Фактическое отсутствие какой-либо защиты от хищения электроэнергии.
3. Большой расход электричества самим счётчиком.
4. Неизбежный рост погрешности при малых нагрузках.
5. Большие габаритные размеры.

Какие классы точности бывают, как обозначаются

Как мы уже успели выяснить, интервал погрешности определяется классом точности. Данная величина рассчитывается, устанавливается ГОСТом и техническими условиями. В зависимости от заданной погрешность, бывает: абсолютная, приведенная, относительная, см. таблицу ниже

Согласно ГОСТ 8.401-80 в системе СИ классы точности обычно помечается латинской буквой, часто с добавлением индекса, отмеченного цифрой. Чем меньше погрешность, соответственно, меньше цифра и буквенное значение выше по алфавиту, тем более высокая точность.

Приборы, способные выполнять множество различных замеров, могут быть одновременно более двух классов.

Класс точности обозначается на корпусе устройства в виде числа обведенного в кружок, обозначает диапазон погрешностей измерений в процентах. Например, цифра ② означает относительную погрешность ±2%. Если рядом со знаком присутствует значок в виде галочки, это значит, что длина шкалы используется в качестве вспомогательного определения погрешности.

• 0,1, 0,2 – считается самым высоким классом
• 0,5, 1 – чаще применяется для устройств средней ценовой категории, например, бытовых
• 1,5, 2,5 – используется для приборов измерения с низкой точностью или индикаторов, аналоговых датчиков

Примечание. На корпусе высокоточных измерителей, класс может не наносится. Обозначение таких устройств как правило выполняется особыми знаками.

3.1. Проверка средств электрических измерений

Для обеспечения правильной работы средств измерений они подвергаются испытанием при выпуске из производства и периодическим проверкам во время эксплуатации.

В процессе эксплуатации в приборах возникают различные изменения, повреждения, износ трущихся частей, в результате которых правильность работы приборов нарушается и пользование такими приборами может привести к недопустимым ошибкам. Поэтому через определенные сроки необходимо производить проверку электроизмерительных приборов.

Разнообразие приборов делает невозможным создание единой методики их проверки. Существует ряд стандартов, методических указаний и инструкций, определяющие методы и средства проверки, но среди них выделяется ряд общих положений (правил), к которым относится внешний осмотр прибора, выбор метода проверки, выбор образцовых приборов, проверка показаний приборов.

Конкретный перечень обязательного минимума операций устанавливается в зависимости от назначения прибора, так и для образцовых средств измерений.

Внешний осмотр поверяемого прибора.

Его задачей является определение общего состояния прибора с целью выявления дефектов, которые могли бы препятствовать применению данного прибора независимо от степени правильности его показаний.

Прибор не должен иметь таких дефектов, которые могут привести к ошибкам в измерениях или дальнейшего его порче. Он признается непригодным к применению, если при визуальном осмотре обнаружены следующие дефекты:

• в корпусе или местах соединения отдельных частей имеются щели, через которые может проникнуть пыль в измерительную систему;
• стекло не прочно укрепленное или имеет трещины;
• шкала покороблена, отклеилась или загрязнена;
• внутри прибора находятся отсоединившиеся части или посторонние предметы, обнаруживаемые на слух при наклоне прибора в разные стороны;
• корректор испорчен и не допускает регулировки нулевого положения стрелки;
• стрелка прибора погнута;
• шкала деления разбита явно не в соответствии с характером всей шкалы.

Выбор метода проверки

Выбор метода проверки производится в зависимости от типа, характера конструкции прибора различными способами: сличают показания поверяемого прибора с показаниями образцового прибора при измерении одной и той же величины либо измеряют отдельные параметры данного прибора, определяющие правильность его работы.

Как определить класс точности электроизмерительного прибора, формулы расчета

Чтобы определить класс точности, необходимо взглянуть на его корпус или инструкцию пользователя, в ней вы можете увидеть цифру, обведенную в круг, например, ① это означает, что ваш прибор измеряет величину с относительной погрешностью ±1%.

Но что делать если известна относительная погрешность и необходимо рассчитать класс точности, например, амперметра, вольтметра и т.д. Рассмотрим на примере амперметра: известна ∆x=базовая (абсолютная) погрешность 0,025 (см. в инструкции), количество делений х=12

Находим относительную погрешность:

Y= 100×0,025/12=0,208 или 2,08%

(вывод: класс точности – 2,5).

Следует отметить, что погрешность неравномерна на всем диапазоне шкалы, измеряя малую величину вы можете получить наибольшую неточность и с увеличением искомой величины она уменьшается, для примера рассмотрим следующий вариант:

Вольтметр с классом p=±2, верхний предел показаний прибора Xn=80В, число делений x=12

Предел абсолютной допустимой погрешности:

Относительная погрешность одного деления:

Если вам необходимо выполнить более подробный расчет, смотрите ГОСТ 8.401-80 п.3.2.6.

Поверка приборов, для чего она нужна

Все измерительные приборы измеряют с некой погрешностью, класс точности говорит лишь о том, в каком диапазоне она находится. Бывают случаи, когда диапазон погрешности незаметно увеличивается, и мы начинаем замечать, что измеритель «по-простому» начинает врать. В таких случаях помогает поверка.

Это процесс измерения эталонной величины в идеальных условиях прибором, обычно проводится метрологической службой или в метрологическом отделе предприятия производителя.

Существует первичная и периодическая, первичную проверку проводят после выпуска изделия и выдают сертификат, периодическую проводят не реже чем раз в год, для ответственных приборов чаще.

Поэтому если вы сомневаетесь в правильности работы устройства, вам следует провести его поверку в ближайшей метрологической службе, потому что измеритель может врать как в меньшую, так и в большую сторону.

Как легко проверить потребление электроэнергии в квартире, можете узнать в нашей статье.

Для чего используются

Разнообразные виды измерительных трансформаторов встречаются как в небольших приборах размером со спичечный коробок, так и в крупных энергетических установках. Их основное назначение – понижать первичные токи и напряжения до значений, необходимых для измерительных устройств, защитных реле и автоматики. Применение понижающих катушек обеспечивает защиту цепи низшего и высшего ранга, поскольку они разделены между собой.

Понижающие средства разделяют по признакам эксплуатации и предназначены для:

• измерений. Они передают вторичный ток на приборы;
• защиты токовых цепей;
• применения в лабораториях. Такие понижающие средства имеют высокую классность точности;
• повторного конвертирования, они относятся к промежуточным инструментам.

Измерение

Измерительный трансформатор необходим для понижения высокого тока основного напряжения и передачу его на измерительные устройства. Для подключения стандартных приборов к высоковольтной сети потребовались бы громоздкие установки. Реализовывать инструменты таких размеров экономически не выгодно и не целесообразно.

Использование понижающих трансформаторов позволяет применять обычные устройства измерения в обычном режиме, что расширяет спектр их применения. Благодаря снижению напряжения, они не требуют дополнительных модификаций. Трансформатор отделяет высоковольтное напряжение сети от питающего напряжения приборов, обеспечивая безопасность из использования. От их классности зависит точность учета электрической энергии.

Защита

Кроме питания измерительных приборов понижающие трансформаторы подают напряжение на системы защиты и автоматической блокировки. Поскольку в сетевой электросети происходят перепады и скачки напряжения, которое губительно для высокоточного оборудования цепи.

В энергетических установках оборудование делится на силовое и вторичное, которое контролирует процессы первичной схемы подключения устройств. Высоковольтная аппаратура располагается на открытых площадках или устройствах. Вторичное оборудование находится на релейных планках внутри распределительных шкафов.

Промежуточным элементом передачи информации между силовыми агрегатами и средствами измерения, управления, контроля и защиты являются понижающие или измерительные трансформаторы. Они разделяют первичную и вторичную цепь от пагубного воздействия силовых агрегатов на чувствительные измерительные приборы, а также защищают обслуживающий персонал от повреждений.

Погрешность. Классы точности средств измерений.

Позволю себе вначале небольшое отступление. Такие понятия как погрешность, класс точности довольно подробно описываются в нормативной документации ГОСТ 8.009-84 «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений», ГОСТ 8.401-80 «Классы точности средств измерений. Общие требования» и им подобных. Но открывая эти документы сразу возникает чувство тоски… Настолько сухо и непонятно простому начинающему «киповцу», объяснены эти понятия. Давайте же пока откинем такие вычурные и непонятные нам определения, как «среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности» или «нормализованная автокорреляционная функция» или «характеристика случайной составляющей погрешности от гистерезиса — вариация Н выходного сигнала (показания) средства измерений» и т. п. Попробуем разобраться, а затем свести в одну небольшую, но понятную табличку, что же такое «погрешность» и какая она бывает.

Погрешности измерений – отклонения результатов измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности неизбежны, выявить истинное значение невозможно.

По числовой форме представления подразделяются:

1. Абсолютная погрешность: Δ = X_д — X_изм, выражается в единицах измеряемой величины, например в килограммах (кг), при измерении массы.
   где X_д – действительное значение измеряемой величины, принимаются обычно показания эталона, образцового средства измерений;
   X_изм – измеренное значение.
2. Относительная погрешность: δ = (Δ ⁄ X_д) · 100, выражается в % от действительного значения измеренной величины.
3. Приведённая погрешность: γ = (Δ ⁄ X_н) · 100, выражается в % от нормирующего значения.
   где X_н – нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и Δ, обычно принимается диапазон измерения СИ (шкала).

По характеру проявления:

• систематические (могут быть исключены из результатов);
• случайные;
• грубые или промахи (как правило не включаются в результаты измерений).

В зависимости от эксплуатации приборов:

• основная – это погрешность средства измерения при нормальных условиях; (ГОСТ 8.395-80)
• дополнительная погрешность – это составляющая погрешности средства измерения, дополнительно возникающая из-за отклонения какой-либо из влияющих величин от нормативного значения или выход за пределы нормальной области значений. Например: измерение избыточного давления в рабочих условиях цеха, при температуре окружающего воздуха 40 ºС, относительной влажности воздуха 18% и атмосферном давлении 735 мм рт. ст., что не соответствует номинальным значениям влияющих величин при проведении поверки.

Наимено вание погреш ности	Формула	Форма выражения, записи	Обозначение класса точности
			В докумен тации	На сред стве изме рений
Абсолют ная	Δ = Xд — Xизм	Δ = ±50 мг Примеры: Номинальная масса гири 1 кг ±50 мг Диапазон измерения весов среднего III класса точности от 20 г до 15 кг ±10 г	Класс точности: М1 Класс точности: средний III Примечание: на многие виды измерений есть свои НД по выражению погрешностей, здесь для примера взято для гирь и весов.	М1
Относи тельная	δ = (Δ ⁄ Xд) · 100	δ = ±0,5 Пример: Измеренное значение изб. давления с отн. погр. 1 бар ±0,5% т.е. 1 бар ±5 мбар (абс. погр.)	Класс точности 0,5
Приве дённая: при равно мерной шкале	γ = (Δ ⁄ Xн) · 100	γ = ±0,5 Пример: Измеренное значение на датчике изб. давления, при шкале от 0 до 10 бар 1 бар (= 0,5 % от 10 бар) т.е. 1 бар ±50 мбар (абс. погр.)	Класс точности весов 0,5	0,5
с сущес твенно неравно мерной шкалой		γ = ±0,5 Прописывается в норм .док-ии на СИ для каждого диапазона измерения (шкалы) своё нормирующее значение	Класс точности 0,5

Как определить погрешность комплекта приборов, в который входит первичный преобразователь, вторичный преобразователь (усилитель) и вторичный прибор. У каждого из элементов этого комплекта есть своя абсолютная, относительная или приведённая погрешность. И чтобы оценить, общую погрешность измерения, необходимо все погрешности привести к одному виду, а дальше посчитать по формуле:

Дальше будет интересно, наверное, только метрологам и то, только начинающим. Теперь совсем немного вспомним о средних квадратических отклонениях (СКО). Зачем они нужны? Так как истинное значение выявить невозможно, то необходимо хотя бы наиболее точно приблизиться к нему или определить доверительный интервал, в котором истинное значение находится с большой долей вероятности. Для этого применяют различные статистические методы, приведём формулы наиболее распространённого. Например, Вы провели n количество измерений чего угодно и Вам необходимо определить доверительный интервал:

1. Определяем среднее арифметическое отклонение:
   
   где n – количество отклонений
2. Определяем среднее квадратическое отклонение (СКО) среднего арифметического:
   
3. Рассчитываем случайную составляющую погрешности:
   
   где t – коэффициент Стьюдента, зависящий от числа степеней свободы
   Таблица 1.
   

   α =0,68		α =0,95		α =0,99
   n	tα,n	n	tα,n	n	tα,n
   2	2,0	2	12,7	2	63,7
   3	1,3	3	4,3	3	9,9
   4	1,3	4	3,2	4	5,8
   5	1,2	5	2,8	5	4,6
   6	1,2	6	2,6	6	4,0
   7	1,1	7	2,4	7	3,7
   8	1,1	8	2,4	8	3,5
   9	1,1	9	2,3	9	3,4
   10	1,1	10	2,3	10	3,3
   15	1,1	15	2,1	15	3,0
   20	1,1	20	2,1	20	2,9
   30	1,1	30	2,0	30	2,8
   100	1,0	100	2,0	100	2,6

4. Определяем СКО систематической составляющей погрешности:
   
5. Рассчитываем суммарное СКО:
   
6. Определяем коэффициент, зависящий от соотношения случайной и систематической составляющей погрешности:
   
7. Проводим оценку доверительных границ погрешности:
   

В последнее время всё чаще на слуху термин «неопределённость». Медленно, но верно и настойчиво его внедряют в отечественную метрологию. Это дань интеграции нашей экономики во всемирную, естественно необходимо адаптировать нормативную документацию к международным стандартам. Не буду тут «переливать из пустого в порожнее», это хорошо сделано в различных нормативных документах. Чисто моё мнение, «расширенная неопределённость измерений» = основная погрешность + дополнительная, которая учитывает все влияющие факторы.