Приведённая погрешность измерений¶

Приведённая погрешность — характеристика класса точности средств измерений, определяемая как отношение максимального модуля основной погрешности прибора к его диапазону измерений, обычно выражаемая в процентах. Термин широко используется в метрологии, технике и научных экспериментах для сравнения точности различных средств измерений между собой.

¶Определение и формула

Приведённая погрешность (обозначается, как правило, γ) вычисляется по формуле:

γ = (Δmax / Xп) · 100 %,

где Δmax — максимальный модуль основной погрешности средства измерений, Xп — диапазон измерений (для цифровых приборов — номинальное показание или верхний предел диапазона).

Основная погрешность — это погрешность, обусловленная несовершенством метода и средства измерений при нормальных условиях внешней среды. Приведённая погрешность позволяет выразить эту погрешность в относительных единицах, что делает возможным сравнение приборов с разными диапазонами.

¶Виды приведённой погрешности

Различают несколько разновидностей приведённой погрешности:

• Абсолютная (полная) приведённая погрешность — отношение максимального модуля основной погрешности ко всему диапазону измерений прибора. Показывает, какую долю диапазона составляет погрешность.
• Относительная приведённая погрешность — отношение погрешности к показанию прибора (измеряемой величине), часто используется для оценки точности в конкретной точке диапазона.
• Приведённая погрешность по классу точности — значение, закреплённое за классом точности средства измерений и указываемое в его технической документации. Класс точности прибора определяется допустимой приведённой погрешностью: например, прибор класса 1,5 имеет допустимую приведённую погрешность 1,5 %.

¶Классы точности средств измерений

В соответствии с действующими нормативными документами (ГОСТ 8.011-84 «Измерения. Основные положения. Требования к точности и оценка погрешностей») средства измерений подразделяются на классы точности по допустимой приведённой погрешности. Для аналоговых измерительных приборов стандартный ряд классов точности включает значения: 0,05; 0,1; 0,2; 0,5; 1,0; 1,5; 2,5; 4,0; 5,0.

Чем меньше значение приведённой погрешности, тем точнее прибор. Приборы класса 0,05 относятся к высокоточным лабораторным средствам измерений, а приборы класса 5,0 — к бытовым и техническим.

¶Отличие от других видов погрешности

Приведённая погрешность не следует путать с:

• Абсолютной погрешностью — разностью между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины, выраженной в единицах самой измеряемой величины (вольты, амперы, градусы и т. д.).
• Относительной погрешностью — отношением абсолютной погрешности к истинному значению величины.
• Приведённой погрешностью по показанию — отношением погрешности к текущему показанию прибора, а не к диапазону.

Ключевое отличие: приведённая погрешность нормируется относительно диапазона измерений прибора, а не относительная погрешность — к измеряемой величине. Это делает приведённую погрешность удобной характеристикой самого средства измерений, а не конкретного измерения.

¶Применение

Приведённая погрешность используется при:

• Выборе средств измерений — сравнении точности приборов разных типов и производителей;
• Калибровке и поверке — подтверждении соответствия прибора заявленному классу точности;
• Расчёте суммарной погрешности измерения — как составляющая общей погрешности измерительной системы;
• Нормативной документации — указании характеристик в паспортах и руководствах по эксплуатации.

При расчёте суммарной погрешности измерительной цепи приведённые погрешности отдельных элементов (датчиков, преобразователей, приборов) учитываются совместно с погрешностями от внешних условий — температуры, влажности, электромагнитных помех.

¶Пример расчёта

Электрометрический прибор с диапазоном измерений 0–100 В имеет абсолютную погрешность не более 1,5 В. Приведённая погрешность составляет:

γ = (1,5 / 100) · 100 % = 1,5 %,

что соответствует классу точности 1,5.

¶Нормативная база в России

Основные документы, регламентирующие понятие приведённой погрешности в Российской Федерации:

• ГОСТ 8.011-84 «Измерения. Основные положения. Требования к точности и оценка погрешностей»;
• ГОСТ 8.508-2023 (ранее ГОСТ 8.508-2007) «Системы измерений. Требования к точности и оценка погрешностей»;
• Федеральный закон «Об обеспечении единства измерений» (№ 102-ФЗ от 26 июня 2008 года).

Источники:

• ГОСТ 8.011-84. Измерения. Основные положения. Требования к точности и оценка погрешностей.
• ГОСТ 8.508-2023. Системы измерений. Требования к точности и оценка погрешностей.
• Федеральный закон от 26.06.2008 № 102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений».
• Нечаев А. Д. Метрология, измерения и измерительная техника. — М.: Юрайт.
• Клюев В. В. Метрология, измерения и измерительная техника. — М.: Высшая школа.