Навигация по таблицам
- Таблица 1: Стандартные ряды классов точности
- Таблица 2: Обозначения классов точности
- Таблица 3: Типы нормирования погрешностей
- Таблица 4: Руководство по выбору средств измерений
- Таблица 5: Примеры расчетов погрешностей
Таблица 1: Стандартные ряды классов точности по ГОСТ 8.401-80
| Показатель степени n | Классы точности | Расшифровка значений | Область применения |
|---|---|---|---|
| n = 1 | 10; 15; 20; 25; 40; 50; 60 | Низкая точность (10-60%) | Грубые измерения, сигнализация |
| n = 0 | 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0 | Средняя точность (1-6%) | Технологические измерения, контроль |
| n = -1 | 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6 | Повышенная точность (0,1-0,6%) | Лабораторные измерения |
| n = -2 | 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,06 | Высокая точность (0,01-0,06%) | Прецизионные измерения |
| n = -3 | 0,001; 0,0015; 0,002; 0,0025; 0,004; 0,005; 0,006 | Сверхвысокая точность (0,001-0,006%) | Эталонные измерения |
Таблица 2: Обозначения классов точности на измерительных приборах
| Тип обозначения | Условное обозначение | Тип погрешности | Пример | Расшифровка |
|---|---|---|---|---|
| Арабские цифры | 1,5 | Приведенная | Вольтметр класса 1,5 | Погрешность не более 1,5% от верхнего предела |
| Цифры в кружке | ⊙2,0 | Относительная | Омметр класса ⊙2,0 | Погрешность не более 2,0% от измеряемого значения |
| Римские цифры | I, II, III | Относительная | Мост переменного тока класса II | Определяется стандартом на конкретный вид СИ |
| Латинские буквы | A, B, C | Абсолютная | Концевая мера класса B | Определяется стандартом на конкретный вид СИ |
| Дробь | 0,02/0,01 | Комбинированная | Цифровой мультиметр | c = 0,02%, d = 0,01% в формуле δ = ±[c + d(|Xk/X| - 1)] |
Таблица 3: Типы нормирования погрешностей измерительных приборов
| Тип погрешности | Формула расчета | Нормирующее значение | Применение | Особенности |
|---|---|---|---|---|
| Приведенная | γ = (Δ/Xn) × 100% | Верхний предел измерений | Стрелочные приборы | Постоянная абсолютная погрешность |
| Относительная | δ = (Δ/X) × 100% | Измеряемое значение | Цифровые приборы | Переменная абсолютная погрешность |
| Абсолютная | Δ = Xизм - Xист | Единицы измерения | Меры, калибры | Прямое указание погрешности |
| Комбинированная | δ = ±[c + d(|Xk/X| - 1)] | Конечное значение диапазона | Универсальные приборы | Учитывает аддитивную и мультипликативную составляющие |
Таблица 4: Руководство по выбору средств измерений в зависимости от допуска изделия
| Допуск изделия (IT) | Рекомендуемая погрешность СИ | Класс точности СИ | Тип измерительного прибора | Пример применения |
|---|---|---|---|---|
| IT6-IT7 (±2-5 мкм) | ≤ IT/5 (±0,4-1 мкм) | 0,001-0,002 | Интерферометр, лазерный измеритель | Прецизионные детали, калибры |
| IT8-IT9 (±7-15 мкм) | ≤ IT/3 (±2-5 мкм) | 0,002-0,005 | Координатно-измерительная машина | Детали точного машиностроения |
| IT10-IT11 (±20-50 мкм) | ≤ IT/3 (±7-17 мкм) | 0,01-0,02 | Цифровые микрометры, индикаторы | Механическая обработка |
| IT12-IT13 (±0,1-0,2 мм) | ≤ IT/3 (±0,03-0,07 мм) | 0,05-0,1 | Штангенциркули, линейки | Общее машиностроение |
| IT14 и выше (>±0,4 мм) | ≤ IT/2 (±0,2 мм) | 0,5-1,0 | Рулетки, угольники | Строительство, грубые измерения |
Таблица 5: Примеры расчетов погрешностей для различных классов точности
| Тип прибора | Класс точности | Диапазон измерений | Измеряемое значение | Абсолютная погрешность | Относительная погрешность |
|---|---|---|---|---|---|
| Вольтметр стрелочный | 1,5 | 0-100 В | 80 В | ±1,5 В | ±1,875% |
| Вольтметр стрелочный | 1,5 | 0-100 В | 20 В | ±1,5 В | ±7,5% |
| Омметр цифровой | ⊙2,0 | 0,1-10 МОм | 5 МОм | ±0,1 МОм | ±2,0% |
| Амперметр | 0,5 | 0-5 А | 4 А | ±0,025 А | ±0,625% |
| Мультиметр | 0,05/0,01 | 0-1000 В | 500 В | ±0,3 В | ±0,06% |
Оглавление статьи
- 1. Общие положения ГОСТ 8.401-80 о классах точности средств измерений
- 2. Стандартные ряды классов точности и их обозначения
- 3. Способы нормирования метрологических характеристик
- 4. Выбор средств измерений в зависимости от допусков изделий
- 5. Расчет погрешностей и практические примеры
- 6. Особенности применения различных классов точности
- 7. Поверка и калибровка средств измерений
1. Современная нормативная база классов точности средств измерений
Классы точности средств измерений в Российской Федерации регулируются современной нормативной базой Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ). Основополагающим документом является Федеральный закон № 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений" от 26.06.2008 года (последние изменения вступили в силу 1 марта 2025 года).
Хотя ГОСТ 8.401-80 формально отменен (приказ от 14.12.2015 № 188), установленные им принципы классификации средств измерений по точности продолжают применяться в рамках действующей нормативной базы ГСИ. Конкретные требования к классам точности устанавливаются в стандартах на средства измерений конкретных видов.
Современная система обеспечения единства измерений включает комплекс нормативных документов: государственные стандарты, правила, методики поверки и калибровки, определяющие порядок передачи размера единиц величин и требования к точности измерений во всех отраслях экономики.
2. Стандартные ряды классов точности и их обозначения в современной практике
Современная система классификации средств измерений по точности основана на принципах, которые были заложены в отмененном ГОСТ 8.401-80, но продолжают применяться в действующих стандартах на конкретные виды средств измерений. Стандартный ряд классов точности построен по принципу геометрической прогрессии для обеспечения рациональной номенклатуры приборов.
Принцип построения стандартного ряда (сохраняется в современных стандартах):
При n = 0: 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0 - основные классы для технологических измерений
При n = -1: 0,1; 0,15; 0,2; 0,25; 0,4; 0,5; 0,6 - классы повышенной точности
При n = -2: 0,01; 0,015; 0,02; 0,025; 0,04; 0,05; 0,06 - прецизионные классы
Обозначения классов точности на средствах измерений продолжают наноситься на циферблаты, щитки и корпуса приборов согласно установленным традициям. Форма обозначения зависит от способа нормирования погрешности и определяется стандартами на конкретные типы приборов.
Типы обозначений классов точности
Для различных способов выражения пределов допускаемых погрешностей применяются соответствующие обозначения. Если погрешность выражается в виде приведенной погрешности, класс точности обозначается арабской цифрой. При нормировании относительной погрешности цифровое обозначение заключается в кружок.
Примеры обозначений:
- Класс 1,5 - приведенная погрешность не более 1,5% от верхнего предела измерений
- Класс ⊙2,0 - относительная погрешность не более 2,0% от измеряемого значения
- Класс II - определяется стандартом на конкретный вид средств измерений
3. Способы нормирования метрологических характеристик
ГОСТ 8.401-80 предусматривает несколько способов нормирования пределов допускаемых погрешностей, выбор которых зависит от характера изменения погрешностей в пределах диапазона измерений, условий применения и назначения средств измерений.
Приведенная погрешность
Приведенная погрешность используется для средств измерений с практически постоянной абсолютной погрешностью в пределах диапазона измерений. Характерна для стрелочных измерительных приборов с равномерной шкалой.
Формула приведенной погрешности:
γ = (Δ/Xₙ) × 100%
где:
- γ - приведенная погрешность, %
- Δ - абсолютная погрешность
- Xₙ - нормирующее значение (обычно верхний предел измерений)
Относительная погрешность
Относительная погрешность применяется для средств измерений, у которых абсолютная погрешность изменяется пропорционально измеряемой величине. Типична для цифровых измерительных приборов и измерительных преобразователей.
Формула относительной погрешности:
δ = (Δ/X) × 100%
где:
- δ - относительная погрешность, %
- Δ - абсолютная погрешность
- X - измеряемое значение
Комбинированное нормирование
Для универсальных измерительных приборов часто применяется комбинированное нормирование, учитывающее как аддитивную, так и мультипликативную составляющие погрешности.
Формула комбинированной погрешности:
δ = ±[c + d(|Xₖ/X| - 1)]
где:
- c - основная относительная погрешность, %
- d - дополнительная составляющая, %
- Xₖ - конечное значение диапазона измерений
- X - измеряемое значение
4. Выбор средств измерений в зависимости от допусков изделий по современным стандартам
Правильный выбор средств измерений является критически важным для обеспечения качества контроля и соответствия изделий техническим требованиям. Современная практика основывается на действующем ГОСТ 25346-2013 "Основные нормы взаимозаменяемости" и принципах, установленных Федеральным законом № 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений".
Основные принципы выбора согласно действующим стандартам
При выборе средств измерений руководствуются правилом, согласно которому погрешность измерения не должна превышать 1/3-1/5 от допуска контролируемого параметра. Это требование обеспечивает достаточную точность контроля при экономически обоснованных затратах на измерительное оборудование и закреплено в современных метрологических практиках.
Соответствие квалитетам точности по ГОСТ 25346-2013
Современный стандарт ГОСТ 25346-2013 устанавливает 20 квалитетов точности (от IT01 до IT18), которые определяют требования к точности средств измерений. Для различных квалитетов точности рекомендуются соответствующие классы точности средств измерений, основанные на проверенных метрологических принципах.
Практический пример выбора:
Задача: Контроль диаметра вала Ø50±0,025 мм (IT9)
Решение:
- Допуск: IT = 0,05 мм
- Требуемая точность СИ: ≤ 0,05/3 ≈ 0,017 мм
- Рекомендуемое СИ: Микрометр класса точности 0,01 с погрешностью ±0,005 мм
Влияние условий эксплуатации
При выборе средств измерений необходимо учитывать условия их эксплуатации, которые могут значительно влиять на точность измерений. Температурные колебания, вибрации, электромагнитные помехи и другие внешние факторы вносят дополнительные погрешности, которые должны быть учтены при выборе класса точности.
5. Расчет погрешностей и практические примеры
Практическое применение классов точности требует умения правильно рассчитывать погрешности измерений для различных типов средств измерений. Рассмотрим методики расчетов для основных случаев нормирования погрешностей.
Расчет для приборов с приведенной погрешностью
Для стрелочных измерительных приборов с равномерной шкалой абсолютная погрешность остается постоянной во всем диапазоне измерений, что делает их особенно подходящими для измерений в верхней части шкалы.
Пример расчета для вольтметра:
Дано: Вольтметр класса точности 1,5, диапазон 0-300 В
Расчет абсолютной погрешности:
Δ = ±(γ × Xₙ)/100% = ±(1,5 × 300)/100% = ±4,5 В
При измерении 250 В: δ = ±(4,5/250) × 100% = ±1,8%
При измерении 50 В: δ = ±(4,5/50) × 100% = ±9,0%
Расчет для приборов с относительной погрешностью
Цифровые измерительные приборы обычно нормируются по относительной погрешности, что обеспечивает постоянную точность измерений во всем диапазоне.
Расчет для цифрового омметра класса ⊙1,0:
При измерении 100 кОм: Δ = ±(1,0 × 100)/100% = ±1 кОм
При измерении 10 кОм: Δ = ±(1,0 × 10)/100% = ±0,1 кОм
Относительная погрешность остается постоянной ±1,0% во всем диапазоне
Расчет для приборов с комбинированным нормированием
Современные универсальные измерительные приборы часто имеют комбинированное нормирование погрешности, учитывающее особенности различных диапазонов измерений.
Пример для мультиметра класса 0,05/0,01:
Формула: δ = ±[0,05 + 0,01(1000/X - 1)]%
При X = 1000 В: δ = ±[0,05 + 0,01(1 - 1)] = ±0,05%
При X = 100 В: δ = ±[0,05 + 0,01(10 - 1)] = ±0,14%
При X = 10 В: δ = ±[0,05 + 0,01(100 - 1)] = ±1,04%
6. Особенности применения различных классов точности
Различные классы точности средств измерений находят применение в соответствующих областях техники и научных исследований. Выбор оптимального класса точности определяется требованиями к точности измерений, экономическими соображениями и условиями эксплуатации.
Классы точности 4,0-6,0
Приборы с классами точности 4,0-6,0 применяются для грубых технологических измерений, где высокая точность не требуется. Это включает контроль технологических параметров, сигнализацию превышения допустимых значений, общий мониторинг состояния оборудования.
Классы точности 1,0-2,5
Средний диапазон классов точности наиболее широко применяется в промышленности для технологических измерений, контроля качества продукции, энергетических измерений. Эти приборы обеспечивают достаточную точность при приемлемой стоимости.
Классы точности 0,1-0,5
Приборы повышенной точности используются в лабораторных условиях, для точных научных измерений, поверки и калибровки менее точных средств измерений. Требуют стабильных условий эксплуатации и регулярного обслуживания.
Классы точности 0,01-0,05
Прецизионные измерительные приборы применяются в метрологических лабораториях, для эталонных измерений, в научных исследованиях, требующих максимальной точности. Эксплуатируются в строго контролируемых условиях.
7. Поверка и калибровка средств измерений
Поддержание заявленного класса точности средств измерений в процессе эксплуатации обеспечивается системой периодической поверки и калибровки. ГОСТ 8.401-80 предусматривает возможность понижения класса точности по результатам поверки, если метрологические характеристики прибора ухудшились.
Периодичность поверки
Межповерочные интервалы устанавливаются в зависимости от класса точности, условий эксплуатации и назначения средств измерений. Для прецизионных приборов интервалы поверки составляют от 3 месяцев до 1 года, для технологических приборов - от 1 до 3 лет.
Влияние эксплуатации на класс точности
В процессе эксплуатации метрологические характеристики средств измерений могут ухудшаться вследствие износа механических элементов, старения электронных компонентов, воздействия внешних факторов. При превышении допустимых пределов погрешности класс точности понижается или прибор исключается из эксплуатации.
Критерии изменения класса точности:
Если фактическая погрешность прибора класса 1,0 составляет 1,8%, то:
- Класс точности понижается до 2,5
- При погрешности свыше 2,5% прибор подлежит ремонту или списанию
- Возможно ограничение диапазона применения
Часто задаваемые вопросы
Класс точности выбирается исходя из допуска контролируемого размера. Основное правило: погрешность средства измерений должна быть не более 1/3 от допуска изделия. Например, для контроля размера с допуском ±0,1 мм требуется прибор с погрешностью не более ±0,033 мм, что соответствует классу точности около 0,02-0,05 в зависимости от диапазона измерений.
Цифра в кружке (например, ⊙2,0) обозначает класс точности, нормированный по относительной погрешности. Это означает, что погрешность составляет указанный процент от измеряемого значения во всем диапазоне измерений. Такое обозначение характерно для цифровых приборов и измерительных преобразователей.
У стрелочных приборов абсолютная погрешность остается постоянной во всем диапазоне, а относительная погрешность увеличивается при уменьшении измеряемого значения. Например, вольтметр класса 1,5 с диапазоном 0-100 В имеет погрешность ±1,5 В. При измерении 100 В относительная погрешность составляет 1,5%, а при измерении 10 В - уже 15%.
Периодичность поверки зависит от класса точности и условий эксплуатации. Прецизионные приборы (классы 0,01-0,1) поверяются каждые 3-12 месяцев, технологические приборы (классы 1,0-2,5) - каждые 1-3 года. Конкретные интервалы устанавливаются в документации на прибор и могут корректироваться по результатам эксплуатации.
Да, ГОСТ 8.401-80 предусматривает возможность понижения класса точности, если в результате поверки установлено, что метрологические характеристики прибора не соответствуют заявленному классу, но укладываются в требования более низкого класса. Например, прибор класса 1,0 может быть переведен в класс 1,5 или 2,5.
Нормирующее значение - это величина, к которой относится приведенная погрешность. Обычно это верхний предел измерений прибора. Например, для вольтметра с диапазоном 0-300 В нормирующее значение составляет 300 В. Приведенная погрешность рассчитывается как отношение абсолютной погрешности к этому нормирующему значению.
Для научных исследований обычно требуются приборы классов точности 0,01-0,1, в зависимости от характера исследований. При фундаментальных исследованиях могут потребоваться эталонные приборы классов 0,001-0,005. Выбор конкретного класса зависит от требуемой погрешности измерений, которая должна быть существенно меньше исследуемых эффектов.
ГОСТ 8.401-80 формально отменен приказом Росстандарта от 14.12.2015 № 188 (срок отмены переносился до 2017 года). Однако установленные этим стандартом принципы классификации средств измерений по точности продолжают применяться в современной нормативной базе. Сейчас требования к классам точности регламентируются Федеральным законом № 102-ФЗ "Об обеспечении единства измерений" и конкретными стандартами на отдельные виды средств измерений, которые основаны на проверенных метрологических принципах.
Отказ от ответственности: Данная статья носит ознакомительный характер и предназначена для общего изучения вопросов классификации средств измерений по точности. При практическом применении необходимо руководствоваться действующими нормативными документами и стандартами.
Источники информации (актуальные на июль 2025 года):
- Федеральный закон № 102-ФЗ от 26.06.2008 "Об обеспечении единства измерений" (в редакции от 08.08.2024, изменения вступили в силу 01.03.2025)
- ГОСТ 25346-2013 "Основные нормы взаимозаменяемости. Характеристики изделий геометрические. Система допусков на линейные размеры"
- Нормативная база Государственной системы обеспечения единства измерений (ГСИ) Росстандарта
- Стандарты на конкретные виды средств измерений, устанавливающие требования к классам точности
- Научно-технические публикации по метрологии и измерительной технике 2024-2025 годов
Важное примечание: ГОСТ 8.401-80 формально отменен приказом от 14.12.2015 № 188, однако установленные им принципы классификации средств измерений по точности продолжают применяться в рамках действующей нормативной базы ГСИ и конкретных стандартов на различные виды средств измерений.
