ГОСТ 8.009-84 Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ). Нормируемые метрологические характеристики средств измерений.
ГОСТ 8.009-84
Группа Т80
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Государственная система обеспечения единства измерений
НОРМИРУЕМЫЕ МЕТРОЛОГИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
State system for ensuring the uniformity of measurements. Standardized metrological characteristics of measuring instruments
МКС 17.020
ОКСТУ 0008
Дата введения 1986-01-01
Постановлением Государственного комитета СССР по стандартам от 28 мая 1985 г. N 1503 дата введения установлена 01.01.86
ВЗАМЕН ГОСТ 8.009-72
ПЕРЕИЗДАНИЕ. Январь 2006 г.
Настоящий стандарт распространяется на средства измерений и устанавливает номенклатуру метрологических характеристик (MX), правила выбора комплексов нормируемых MX (HMX) для конкретных типов средств измерений и способы нормирования MX в нормативно-технических документах (НТД) на средства измерений: в стандартах общих технических условий и стандартах общих технических требований на средства измерений; стандартах технических условий и стандартах технических требований на средства измерений; в технических условиях на средства измерений; в технических заданиях на разработку средств измерений.
Допускается, по согласованию с Госстандартом, нормировать MX, отличные от указанных в настоящем стандарте, если свойства средств измерений таковы, что по MX, установленным в настоящем стандарте, не могут быть определены результаты измерений и рассчитаны характеристики инструментальной составляющей погрешности измерений, проводимых с помощью средства измерений данного вида или типа.
Стандарт не распространяется на эталоны, поверочные установки и средства измерений, разработанные как образцовые.
1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ
1.1. MX средств измерений, установленные стандартом, являются составной частью исходной информации:
для определения результатов измерений и расчетной оценки характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений;
для расчета MX каналов измерительных систем, состоящих из средств измерений с нормированными MX;
для оптимального выбора средств измерений,
а также предназначены для использования в качестве контролируемых характеристик при контроле средств измерений на соответствие установленным нормам.
1.2. В НТД на средства измерений конкретных видов или типов следует нормировать комплексы MX (см. приложение 1) из числа установленных в настоящем стандарте и (или) в необходимых случаях дополнительно включенных исходя из специфики назначения средств измерений и технико-экономического обоснования.
1.3. Комплекс MX, установленный в НТД на средства измерений конкретных видов или типов, должен быть достаточен для определения результатов измерений (без учета поправки на систематическую погрешность измерений) и расчетной оценки с требуемой точностью характеристик инструментальных составляющих погрешностей измерений, проводимых с помощью средств измерений данного вида или типа в реальных условиях применения. Одновременно MX, входящие в установленный комплекс, должны быть такими, чтобы был возможен их контроль при приемлемых затратах.
1.4. В эксплуатационной документации на средства измерений и (или) в тех НТД, в которых устанавливают конкретные комплексы НМХ средств измерений данного типа, должны быть указаны рекомендуемые методы расчета (в эксплуатационной документации - с примерами) инструментальной составляющей погрешности измерений при применении средств измерений данного типа в реальных условиях в пределах нормированных рабочих условий применения.
В НТД на средства измерений, предназначенные для применения в измерительных системах, должны быть указаны методы расчета MX измерительных систем.
Требование к указанию метода расчета должно быть установлено в государственных и отраслевых стандартах, регламентирующих содержание и структуру НТД видов общих технических требований, общих технических условий, технических требований, технических условий на средства измерений.
1.5. Рациональность комплекса НМХ проверяют при государственных приемочных испытаниях средств измерений по ГОСТ 8.001-80* и ГОСТ 8.383-80*. Эта проверка должна быть включена в программы государственных испытаний средств измерений.
1.6. В настоящем стандарте не регламентировано установление комплексов (см. приложение 1) индивидуальных MX конкретных экземпляров средств измерений, а также установление комплексов НМХ средств измерений таких типов, для которых нормируют характеристики погрешности средств измерений в рабочих условиях применения (без выделения основной погрешности).
1.7. В НТД на средства измерений, содержащих методику поверки, и в НТД на методики поверки должна быть указана наибольшая допускаемая погрешность поверки, установленная на основании принятых в данных НТД наибольшей допускаемой вероятности признания в результате поверки неисправного экземпляра средства измерений исправным и наибольшего допускаемого отношения реальной характеристики погрешности такого экземпляра средства измерений к ее нормированному пределу.
1.8. Положения настоящего стандарта могут быть применены для нормирования MX нестандартизованных средств измерений.
1.9. Пояснения терминов, используемых в настоящем стандарте, приведены в приложении 3; примеры нормирования MX - в приложении 5; обозначения - в приложении 6.
2. НОМЕНКЛАТУРА МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
2.1. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки)
2.1.3. Цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры.
2.1.4. Вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде.
2.2. Характеристики погрешностей средств измерений
Примечания:
1. Систематическая составляющая погрешности средств измерений рассматривается как случайная величина на множестве средств измерений данного типа.
2. Устанавливать математическое ожидание и среднее квадратическое отклонение систематической составляющей погрешности целесообразно, если можно пренебречь их изменениями как во времени, так и в зависимости от изменения влияющих величин, или при возможности одновременного нормирования изменений данных характеристик как функции времени и условий применения.
2.2.4. Характеристика погрешности средств измерений - значение погрешности.
Примечание. Погрешность средств измерений рассматривается как случайная величина на множестве средств измерений данного типа.
2.2.5. В НТД на средства измерений конкретных видов или типов допускается нормировать функции или плотности распределения вероятностей систематической и случайной составляющих погрешности.
2.2.6. Характеристика погрешности средств измерений в интервале влияющей величины - такая же, как и по п.2.2.4.
2.2.7. Математические определения статистических характеристик (оценок вероятностных характеристик) погрешности средств измерений приведены в приложении 2.
2.3. Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам выбирают из числа следующих
2.4. Динамические характеристики средств измерений
2.4.1. Полная динамическая характеристика аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные.
Полную динамическую характеристику выбирают из числа следующих (см. приложение 4):
совокупность амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик;
2.4.2. Частные динамические характеристики аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные.
К частным динамическим характеристикам относят любые функционалы или параметры полных динамических характеристик. Примерами таких характеристик являются:
Примерами частных динамических характеристик АЦП являются:
полные динамические характеристики (п.2.4.1) эквивалентной аналоговой части аналого-цифровых средств измерений;
Примечания:
1. Если время реакции превышает интервал времени между двумя измерениями, соответствующий максимальной для данного типа средств измерений частоте (скорости) измерений, более чем в три раза, то погрешность датирования не нормируется.
2. Если время реакции превышает интервал времени между двумя измерениями, соответствующий максимальной для данного типа средств измерений частоте (скорости) измерений, менее чем в три раза, то полная динамическая характеристика эквивалентной аналоговой части аналого-цифровых средств измерений не нормируется.
2.4.5. В НТД на цифровые средства измерений конкретных видов или типов, наряду с установлением времени реакции или погрешности датирования отсчета, можно устанавливать их отдельные составляющие, такие как время задержки запуска, время ожидания, время преобразования, время задержки выдачи результата и т.д.
2.4.6. Для АЦП и ЦАП динамические характеристики следует указывать с учетом времени выполнения служебных операций, предусмотренных интерфейсом, в котором выполнены устройства обмена информацией этих средств измерений.
2.5. Характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или выходу компонентов (таких как объект измерений, средство измерений и т.п.).
Примерами характеристик этой группы являются входной и выходной импедансы линейного измерительного преобразователя.
2.6. Неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений.
3. СПОСОБЫ НОРМИРОВАНИЯ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
3.1. Типовые характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (пп.2.1.1-2.1.4), нормируют как номинальные характеристики средств измерений данного типа.
3.2. Для конкретных экземпляров средств измерений, предназначенных для применения с одной или несколькими индивидуальными характеристиками (пп.2.1.1-2.1.3), а не с номинальными, распространяющимися на все экземпляры средств измерений данного типа, соответствующие номинальные характеристики можно не нормировать. В этих случаях нормируют пределы (граничные характеристики), в которых должна находиться индивидуальная характеристика при предусмотренных условиях применения средств измерений.
3.3. Характеристики систематической составляющей погрешности средств измерений (п.2.2.1) нормируют путем установления:
Примечания:
2. При необходимости допускается нормировать наибольшее допускаемое изменение систематической составляющей погрешности за заданный интервал времени.
3. При необходимости допускается нормировать изменение во времени пределов допускаемой систематической составляющей погрешности.
3.4. Характеристики случайной составляющей погрешности (п.2.2.2) нормируют путем установления:
3.6.1. Характеристику по п.2.2.4 можно нормировать для средств измерений, случайная составляющая погрешности которых в каждой точке диапазона измерений пренебрежимо мала в соответствии с критериями существенности, установленными в приложении 1.
3.7. Характеристику погрешности средств измерений в интервале влияющей величины (п.2.2.6) нормируют так же, как указано в пп.3.6, 3.6.1 и 3.6.2.
3.8. Функции влияния (п.2.3.1) нормируют путем установления:
3.8.1. Граничные функции влияния нормируют для таких средств измерений, у которых велик разброс функций влияния по множеству экземпляров. В силу этого номинальную функцию влияния не нормируют. При применении таких средств измерений, в случае необходимости, определяют функции влияния, индивидуальные для каждого экземпляра средства измерений. Нормированные граничные функции влияния используют для контроля качества средств измерений.
3.9. Изменения значений MX, вызванные изменениями влияющих величин (п.2.3.2), нормируют путем установления пределов (положительного и отрицательного) допускаемых изменений характеристики при изменении влияющей величины в заданных пределах.
Пределы допускаемых изменений погрешности средства измерений допускается называть пределами допускаемой дополнительной погрешности средства измерений.
Критерий существенности устанавливают в НТД на средства измерений конкретных типов (или видов).
3.11. Полную динамическую характеристику аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные (п.2.4.1), нормируют путем установления номинальной полной динамической характеристики и пределов (положительного и отрицательного) допускаемых отклонений от нее.
3.11.1. Предпочтительной для нормирования является такая полная динамическая характеристика, экспериментальное определение и (или) контроль которой могут быть осуществлены с необходимой точностью и наиболее простым методом.
3.11.2 Наряду с нормируемой полной динамической характеристикой в НТД, при необходимости, могут быть приведены в качестве справочных данных другие полные динамические характеристики из числа перечисленных в п.2.4.1.
3.12. Частные динамические характеристики аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные (п.2.4.2), нормируют путем установления номинальных частных динамических характеристик и пределов (положительного и отрицательного) допускаемых отклонений от них.
3.12.1. Допускается нормировать только частную динамическую характеристику в тех случаях, когда эта характеристика достаточна для учета динамических свойств средства измерений при его применении. Предпочтительной является такая частная динамическая характеристика, экспериментальное определение и (или) контроль которой могут быть осуществлены с необходимой точностью и наиболее простым методом.
3.13. Частные динамические характеристики АЦП и ЦИП, время реакции которых не превышает интервала времени между двумя измерениями, соответствующего максимальной частоте (скорости) измерений, а также характеристики ЦАП (пп.2.4.3, 2.4.5 и 2.4.6) нормируют путем установления номинальных частных динамических характеристик и пределов (положительного и отрицательного) допускаемых отклонений от них.
3.13.1. Погрешность датирования отсчета нормируют путем установления предела допускаемого математического ожидания погрешности датирования и предела допускаемого среднего квадратического отклонения или предела допускаемого размаха случайной составляющей погрешности датирования.
3.14. Для средств измерений, у которых велик разброс динамических характеристик (полных или частных) по множеству экземпляров и, в силу этого, для которых в НТД установлена необходимость определения и дальнейшего использования индивидуальных динамических характеристик каждого экземпляра средств измерений, нормируют граничные динамические характеристики, выбираемые из числа перечисленных в пп.2.4.1-2.4.3.
3.15. Характеристики средств измерений, отражающие их способность влиять на инструментальную составляющую погрешности измерений вследствие взаимодействия средств измерений с любым из подключенных к их входу или выходу компонентов (п.2.5), нормируют путем установления номинальных характеристик и пределов допускаемых отклонений от них или граничных характеристик.
3.16. Неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений (п.2.6) нормируют путем установления номинальных параметров и пределов допускаемых отклонений от них либо наибольших или наименьших допускаемых значений параметров.
3.18. MX допускается нормировать для рабочих и для нормальных условий применения средств измерений.
3.18.1. MX по пп.3.7-3.9, 3.16 нормируют для рабочих условий применения средств измерений, за исключением случаев, указанных в п.3.18.2.1.
3.18.2. MX по пп.3.3-3.6, 3.11-3.15 нормируют для нормальных или для рабочих условий применения средств измерений.
3.18.2.1. MX нормируют для рабочих условий в тех случаях, когда дополнительные погрешности пренебрежимо малы. В этих случаях характеристики, предусмотренные в пп.3.7-3.9, не нормируют.
3.18.2.2. MX нормируют для нормальных условий в тех случаях, когда дополнительные погрешности признаны существенными. В этих случаях характеристики погрешности по пп.3.3, 3.4 и 3.6 называются, соответственно, характеристиками систематической составляющей основной погрешности, характеристиками случайной составляющей основной погрешности, характеристиками основной погрешности. Кроме них нормируют характеристики, предусмотренные в пп.3.7-3.9.
Примечание. Нормальные условия и рабочие условия применения средств измерений указывают в НТД на средства измерений конкретных видов или типов.
4. ФОРМЫ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ НОРМИРОВАННЫХ МЕТРОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК
4.1.1. Линейную функцию преобразования, проходящую через начало координат, допускается представлять коэффициентом преобразования в виде числа.
4.2. Нормированные характеристики погрешности средств измерений (пп.3.3, 3.4, 3.6 и 3.7) представляют числом или функцией (формула, таблица, график) информативного параметра входного или выходного сигнала для абсолютных (именованное число), относительных или приведенных погрешностей.
4.5. Функции или плотности распределения систематической и случайной составляющих погрешности средств измерений (п.2.2.5) представляют в виде формулы, таблицы, графика.
Формулы, таблицы и графики допускается применять и для приближенного представления функций и плотностей распределения.
Линейную функцию влияния, проходящую через начало координат, допускается представлять коэффициентом влияния в виде числа.
4.8. Номинальную динамическую характеристику, пределы допускаемых отклонений от нее и граничные динамические характеристики (пп.3.11-3.14) представляют в виде числа, формулы, таблицы, графика.
4.8.1. График динамической характеристики допускается представлять в любом масштабе, удобном для применения. Например, для представления амплитудно-частотной характеристики удобно использовать логарифмический масштаб.
4.9. Формы представления характеристик по пп.3.15 и 3.16 устанавливают в стандартах на средства измерений конкретных видов или типов.
4.10. Представление НМХ в виде графика допускается при одновременном представлении данной характеристики в виде формулы или таблицы.
4.11. Формы представления MX, не предусмотренных настоящим стандартом, должны быть такими, чтобы были возможны оценка характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений при применении средств измерений данного типа, а также контроль средств измерений на соответствие установленным требованиям.
4.12. Формы представления MX допускается конкретизировать в НТД на средства измерений конкретных видов.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1
Обязательное
КОМПЛЕКСЫ MX, НОРМИРУЕМЫХ В НТД НА СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ КОНКРЕТНЫХ ТИПОВ
1. Комплексы НМХ и модели погрешности средств измерений
1.1. Комплекс НМХ, установленный в НТД на средства измерений конкретного типа, предназначен для использования в следующих основных целях.
1.1.1. Для определения результатов измерений, производимых с применением любого экземпляра средства измерений данного типа.
1.1.2. Для расчетного определения характеристик инструментальной составляющей погрешности измерений, производимых с применением любого экземпляра средства измерений данного типа. Принята следующая модель инструментальной составляющей погрешности измерений:
1.1.3. Для расчетного определения MX измерительных систем, в состав которых входит любой экземпляр средства измерений данного типа (если средства измерений данного типа предназначены для применения в измерительных системах).
1.1.4. Для оценки метрологической исправности средств измерений при их испытаниях и поверке.
1.2. Комплекс НМХ средств измерений конкретного типа устанавливают на основании принятой для средств измерений данного типа модели его погрешности в реальных условиях применения. Принимается, что модель погрешности средств измерений определенного типа в реальных условиях применения может иметь один из двух видов.
1.2.1. Модель I
Формула (1) представляет собой символическую запись объединения пяти составляющих погрешности средства измерений в реальных условиях применения:
В зависимости от свойств средств измерений данного типа и рабочих условий его применения отдельные составляющие модели I могут отсутствовать.
1.2.2. Модель II
1.2.2.1. Модель II применима только для средств измерений таких типов, у которых случайная составляющая основной погрешности может считаться несущественной (пренебрежимо малой).
1.2.3. Характеристики составляющих моделей I и II - это MX средств измерений, используемые в целях, указанных в пп.1.1.2-1.1.4. В зависимости от принятой модели погрешности средства измерений MX относят к одной из двух групп:
1-я группа - MX, соответствующие модели I;
2-я группа - MX, соответствующие модели II.
1.2.4. Остальные MX средств измерений, установленные в настоящем стандарте, используют:
номинальную функцию преобразования измерительного преобразователя и номинальное значение меры - в целях, указанных в п.1.1.1;
неинформативные параметры выходного сигнала средства измерений - в целях, указанных в пп.1.1.2 и 1.1.4;
характеристики взаимодействия средства измерений с объектом измерений - в целях, указанных в пп.1.1.2-1.1.4.
1.3. Установление комплекса НМХ для средств измерений данного типа следует начинать с выбора модели погрешности средства измерений. При решении вопроса о том, какую из двух принятых моделей следует принять для погрешности средств измерений данного типа в реальных условиях применения, следует учитывать полную совокупность факторов (технических, экономических, возможность катастрофических последствий, угрозу для здоровья людей, ответственность решений, принимаемых по результатам измерений и т.п.), определяющих тяжесть последствий в случае, если действительная погрешность измерений при применении любого экземпляра средства измерений данного типа будет превышать значение, рассчитанное по НМХ средства измерений при использовании выбранной модели, а также учитывать свойства средств измерений данного типа.
1.4. Для применения при наиболее ответственных измерениях, когда ни в коем случае нельзя допускать, чтобы погрешность измерений хотя бы изредка превышала значение, рассчитанное по НМХ средства измерений, допускаются только такие средства измерений, случайная составляющая основной погрешности которых пренебрежимо мала, в соответствии с критериями существенности, установленными в разд.2. При нормировании комплекса MX таких средств измерений должна быть выбрана модель II их погрешности, т.е. комплекс НМХ должен состоять из НМХ 2-й группы. При этом по комплексу НМХ можно рассчитывать интервальные характеристики, установленные в МИ 1317-80, инструментальной составляющей погрешности измерений - такие интервалы погрешности, в которых погрешность находится с вероятностью, равной единице.
Для получения доступа к полной версии без ограничений вы можете выбрать подходящий тариф или активировать демо-доступ.