﻿16. Метрологические характеристики средств измерений
Метрологические характеристики (MX) – это такие характеристики средств измерений, которые оказывают влияние на результаты и погрешности измерений. Они предназначены для оценки технического уровня и качества СИ, для опреде¬ления результатов измерения и расчетной оценки инструментальной погреш¬ности. От точности MX при изготовлении средств измерений, стабильности их в процессе эксплуатации зависит точность результатов измерения.
Рассмотрим некоторые метрологические характеристики, свойственные большинству средств измерений.
Передаточная характеристика СИ (функция преобразования) – зависимость между выходной величиной СИ Y и его входной величиной X:
                                                    Y = f (X).
Передаточная характеристика, которую должно иметь средство измерений при определенных (нормальных) условиях внешней среды и неизменных или медленно меняющих¬ся значениях входного сигнала называется номинальной статической переда¬точной характеристикой. Эта характеристика может быть представлена ана¬литически, графически или в виде таблицы и всегда указывается в паспор¬те (формуляре) СИ. В общем случае она может быть любой - линейной, пока¬зательной, логарифмической и т.п. На практике обычно стремятся использо¬вать средства измерений с линейной характеристикой, т.е. прямой пропорциональной зави¬симостью между изменением входной величины (ΔX) и соответствующим из¬менением выходной величины (ΔY).
Отношение S =ΔY/ΔX называется чувствительностью (коэффициентом пе¬редачи, коэффициентом преобразования) средства измерений. У СИ с линейной передаточной характеристикой величина S постоянна во всем диапазоне изменения вход¬ной величины, у СИ с нелинейной характеристикой (так называемых функцио¬нальных СИ) она меняется в соответствии с входной величиной.
Чувствительность характеризует способность средства измерений реагировать на измене¬ние входной величины и имеет размерность, зависящую от характера входной величины (например, чувствительность к току, чувствительность к напряже¬нию).
Относительная чувствительность
                                            ,                                                            ( 6.1 )
где    - относительное изменение входной величины.
Чувствительность СИ обычно указывается при нормальных условиях его эксплуатации. Изменение окружающей температуры, влияние электростатиче¬ских и магнитных полей, нестабильность электропитания и другие причины могут вызывать изменение чувствительности и появление дополнительных по¬грешностей измерения.
Для некоторых средств измерений (в первую очередь – измерительных приборов) наряду с понятием чувствительности пользуются обратной ей величиной, называемой постоянной (по характеру входной величины) СИ (например, постоянной по току, постоянной по напряжению). Постоянная измерительного прибора фак¬тически есть цена_деления его шкалы, т.е. разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы:
Чувствительность устройства (системы), состоящего из нескольких по¬следовательно соединенных СИ, определяется выражением:
                                       Sc = S1 S2  …  Sn ,                                                                 ( 6.2)   
где n  – порядковый номер СИ в устройстве.
Как видно, для сохранения постоянства Sc необходимо, чтобы переда¬точные характеристики каждого СИ в устройстве были строго линейны.
Порог чувствительности средства измерений – это минимальное значение входной величи¬ны, которое уверенно обнаруживается им. Порог чувствительности определя¬ет фактическую разрешающую способность СИ.
Предел измерения (преобразования) – это максимальное значение вход¬ной величины, которое может быть измерено (преобразовано) без искажения или повреждения средства измерений.
Диапазон измерений (рабочий диапазон) – область значений измеряемой величины, для которого нормированы допускаемые значения погрешностей СИ. Эта область ограничена порогом чувствительности и пределом измерения. Диапазон измерений может состоять из нескольких поддиапазонов с разными погрешностями.  
Для оценки возможностей конкретных видов средств измерений могут использоваться и другие метрологические характеристики, например, вариация показаний и область рабочих частот – для измерительных приборов; вид выходного кода - для цифровых приборов и др.
Метрологические характеристики средств измерений устанавливаемые нор¬мативно-технической документацией (НТД), называются нормируемыми. Комп¬лекс нормируемых метрологических характеристик устанавливается в зависимости от вида, назначения и условий применения средств измерений ГОСТ 8.009-84.
В основе рационального выбора комплексов нормируемых метрологических характеристик для различных средств измерений лежат два требования:       
         1) нормируемые метрологические характеристики должны отражать реальные свойства средств измере¬ний и их номенклатура должна быть достаточной для оценки инструменталь¬ной составляющей погрешности измерений с той степенью достоверности, которая требуется для решения измерительной задачи;
2)	не следует нормировать те MX, которые оказывают несущественное (по сравнению с другими) влияние на инструментальную погрешность измере¬ний, т.е. их "вклад" в инструментальную погрешность пренебрежимо мал.

