При выборе СИ учитывают совокупность метрологических (цена деления, погрешность, пределы измерений, измерительное усилие), эксплуатационных и экономических показателей, к которым относятся: массовость (повторяемость измеряемых размеров) и доступность их для контроля; стоимость и надежность СИ, метод измерения; время, затрачиваемое на настройку и процесс измерения; масса, габаритные размеры, рабочая нагрузка; жесткость объекта контроля, шероховатость его поверхности; режим работы и т.д.
Вот некоторые общие принципы выбора на основании накопленного опыта сводятся к следующим положениям:
I. Для гарантирования заданной или расчетной относительной погрешности измерения δи относительная погрешность СИ δси должна быть на 25 – 30 % ниже, чем δи (т.е. δси = 0,7δи). Если известна приведенная погрешность γи измерения, то приведенная погрешность СИ
где х и хN – результат измерения и нормированное значение шкалы СИ.
II. Выбор СИ при диагностировании АТС зависит от количества находящихся в эксплуатации однотипных объектов, подлежащих контролю или измерению, а также объема необходимой измерительной информации и обеспечения безопасности.
III. При выборе СИ по метрологическим характеристикам учитывают:
1) если параметр диагностирования неустойчив или имеет большую вариацию при переходе от объекта к объекту (типа АТС), т.е. возможны существенные отклонения измеряемого параметра за пределы поля допуска, то нужно, чтобы пределы шкалы СИ превышали диапазон рассеяния значений параметра;
2) цена деления шкалы должна выбираться с учетом заданной точности измерения. Например, если размер нужно контролировать с точностью до 0,01 мм, то и СИ нужно выбирать с ценой деления 0,01 мм, так как СИ с более грубой шкалой внесет дополнительные субъективные погрешности;
3) поскольку качество измерения определяется величиной относительной погрешности δ=(±∆/х)·100 %, т.е. с уменьшением х величина δ увеличивается (качество измерения ухудшается). Следовательно, качество измерений на разных участках шкалы неодинаково.
Поэтому при измерениях рабочий участок шкалы СИ должен выбираться по правилу: относительная погрешность в пределах рабочего участка шкалы не должна превышать приведенную погрешность более чем в 3 раза (δ≤3γ). Из этого правила следует: а) при односторонней равномерной шкале с нулевой отметкой в ее начале рабочий участок занимает последние две трети длины шкалы; б) при двусторонней шкале с нулевой отметкой посредине – последнюю треть каждого сектора; в) при шкале без нуля рабочий участок может распространяться на всю длину шкалы.
В пределах рабочего участка шкалы наибольшая возможная абсолютная погрешность равновероятна на всех отметках. Таким образом, при выборе СИ важно определить рабочий участок шкалы и цену ее деления. Последняя зависит от класса точности СИ и числа nq ступеней квантования.
К регистрирующей аппаратуре предъявляются следующие основные требования:
– сигнал, проходящий через СИ, должен сохранять необходимую информацию, не подвергаться искажению и отделяться от помех;
– СИ должны потреблять минимум энергии от объекта измерения и их подключение не должно нарушать его нормальной работы. Особые требования предъявляются к точности и чувствительности СИ, так как эти низкие показатели сведут на нет все усилия по повышению точности измерений;
– СИ должен иметь достаточный объем для регистрации всех необходимых значений параметра;
– СИ должен обеспечивать получение информации в необходимые сроки.
Если СИ не может одновременно удовлетворять всем предъявляемым требованиям, то выбираются наиболее важные из них, позволяющие наилучшим образом справиться с выполнением поставленной задачи.