Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 5755:1993 Cấp chính xác của phương tiện đo – Yêu cầu chung

TIÊU CHUẨN VIỆT NAM

TCVN 5755 : 1993

CẤP CHÍNH XÁC CỦA PHƯƠNG TIỆN ĐO – YÊU CẦU CHUNG

Accuracy class of a measuring instrument – General requirements

Tiêu chuẩn này qui định yêu cầu chung về phân loại cấp chính xác của phương tiện đo, phương pháp quy định các đặc trưng đo lường tương ứng với cấp chính xác và cách ký hiệu cấp chính xác.

Tiêu chuẩn này áp dụng cho các loại phương tiện đo (vật đo, dụng cụ đo, chuyển đổi đo) có sai số do quán tính không đáng kể so với các sai số khác.

Tiêu chuẩn này không áp dụng cho các phương tiện đo có định mức riêng đối với sai số ngẫu nhiên và sai số hệ thống, các phương tiện đo mà khi sử dụng phải tính đến các đặc trưng động để xác định sai số của phép đo. Tiêu chuẩn này cũng không áp dụng cho các loại dụng cụ chỉ thị “0”.

1. Quy định chung

1.1. Cấp chính xác là một đặc trưng tổng quát của phương tiện đo phản ánh các đặc trưng đo lường có liên quan đến độ chính xác của phương tiện đo.

Việc phân loại cấp chính xác của phương tiện đo cụ thể phải được quy định bằng tiêu chuẩn hoặc bằng các văn bản tương ứng về khoa học – kỹ thuật đo lường.

1.2. Số cấp chính xác của mỗi loại phương tiện đo phải quy định phù hợp với yêu cầu sử dụng thực tế và trình độ khoa học – kỹ thuật của lĩnh vực đó.

Phương tiện đo để đo cùng một đại lượng vật lý có nhiều phạm vi đo khác nhau có thể có nhiều cấp chính xác tương ứng với từng phạm vi đo.

Việc phân loại cấp chính xác của phương tiện đo hiện số có thiết bị tính toán để xử lý kết quả đo không bị phụ thuộc vào cách thức xử lý đó.

1.3. Các đặc trưng đo lường phải được quy định cụ thể cho từng loại phương tiện đo tương ứng với từng cấp chính xác.

Đối với các đặc trưng đo lường ít thay đổi có thể quy định chung cho hai hay nhiều cấp chính xác.

Đối với các đặc trưng đo lường không phụ thuộc vào cấp chính xác, có thể quy định chung cho một loại phương tiện đo ở mọi cấp chính xác.

1.4. Các đặc trưng đo lường dùng làm cơ sở để phân loại cấp chính xác của phương tiện đo là:

– Sai số cơ bản;

– Sai số phụ;

– Độ không ổn định;

– Độ hồi sai;

– Các đặc trưng đo lường khác có ảnh hưởng đến độ chính xác của phương tiện đo.

1.5. Việc quy định sai số cho phép ở từng cấp chính xác, việc chọn dãy cấp chính xác và việc ký hiệu chúng phải theo đúng các quy định trong các phần tương ứng của tiêu chuẩn này.

2. Quy định sai số cơ bản (gọi tắt là sai số) và sai số phụ

2.1. Các hình thức biểu thị sai số

2.1.1. Sai số của phương tiện đo có thể trình bày dưới dạng sai số tuyệt đối, sai số quy đổi, hoặc sai số tương đối. Sử dụng hình thức biểu thị sai số nào là tùy thuộc vào nguyên lý cấu tạo, điều kiện hoạt động, công dụng của phương tiện đo và mối quan hệ giữa giá trị đại lượng đo và sai số.

2.1.2. Hình thức sai số tuyệt đối được dùng khi phương tiện đo sử dụng ở những lĩnh vực mà mức độ chính xác của kết quả đo được biểu thị bằng đơn vị của đại lượng đo hoặc bằng giá trị độ chia của thang đo.

2.1.3. Hình thức sai số quy đổi được dùng khi sai số tuyệt đối không phụ thuộc vào giá trị đại lượng đo trên toàn bộ phạm vi đo, và để biểu thị sai số cho phép ở mỗi cấp chính xác bằng một số không đổi chung cho các phương tiện có giới hạn đo trên khác nhau.

2.1.4. Hình thức sai số tương đối được dùng khi sai số tuyệt đối là một hàm tuyến tính của đại lượng đo và để biểu thị sai số cho phép ở mỗi cấp chính bằng một số không đổi chung cho các phương tiện đo có giới hạn đo trên khác nhau.

2.2. Qui định giới hạn cho phép của sai số cơ bản tuyệt đối (gọi tắt là sai số tuyệt đối cho phép).

2.2.1. Trường hợp sai số tuyệt đối không phụ thuộc vào giá trị đại lượng đo, sai số tuyệt đối cho phép được qui định bằng công thức:

Δ = ± a (1)

Δ: sai số tuyệt đối cho phép biểu thị theo đơn vị đại lượng đo hoặc theo giá trị độ chia của thang đo;

a: hằng số biểu thị theo đơn vị đại lượng đo hoặc theo giá trị độ chia của thang đo.

2.2.2. Trường hợp sai số tuyệt đối có mối liên hệ tuyến tính với giá trị đại lượng đo, sai số tuyệt đối cho phép được quy định bằng công thức:

Δ = ± (a + bX) (2)

Δ: sai số tuyệt đối cho phép biểu thị theo đơn vị của đại lượng đo;

a: hằng số dương biểu thị theo đơn vị của đại lượng đo;

b: hư số dương thay đổi;

X: giá trị đại lượng đo.

2.2.3. Trường hợp sai số tuyệt đối có mối quan hệ phức tạp hơn với giá trị đại lượng đo, giới hạn sai số tuyệt đối cho phép được quy định dưới dạng một hàm số gần đúng với mối liên hệ đó hoặc dưới dạng một bảng giá trị.

2.3. Quy định giới hạn cho phép của sai số cơ bản quy đổi (gọi tắt là sai số quy đổi cho phép)

2.3.1. Quy định sai số quy đổi cho phép theo công thức:

: sai số quy đổi cho phép biểu thị theo % của giá trị quy ước XN;

: sai số tuyệt đối cho phép tính bằng công thức (1), theo đơn vị của giá trị quy ước XN;

p: hư số dương (chọn theo điều 2.3.2).

2.3.2. Hư số dương được chọn từ dãy số 1.10n; 1,5.10n; 1,6.10n; 2.10n; 2,5.10n; 3.10n; 4.10n; 5.10n; 6.10n; trong đó n = 1; 0; -1; -2… Với cùng chỉ số n, không được quy định quá 5 giới hạn cho phép của sai số cho cùng một loại phương tiện đo.

Không sử dụng đồng thời hai số 1,5.10n và 1,6.10n. Số 3.10n chỉ sử dụng trong những trường hợp đặc biệt vì lý do kỹ thuật.

2.3.3. Giá trị quy ước XN được lấy như sau:

a) Với phương tiện đo có thang đo tuyến tính hoặc hàm mũ và điểm “0” nằm ở đầu hoặc ngoài phạm vi đo: giá trị XN là giới hạn đo lớn nhất;

b) Với phương tiện đo có thang đo tuyến tính hoặc hàm mũ và điểm “0” nằm trong phạm vi đo, giá trị XN là:

– giới hạn đo lớn nhất (không tính đến dấu);

– riêng với dụng cụ đo điện giá trị XN lấy bằng tổng giá trị tuyệt đối hai giới hạn đo ở hai phía điểm “0”;

c) Với phương tiện đo đại lượng vật lý có thang đại lượng với điểm “0” quy ước: giá trị XN bằng giá trị tuyệt đối của hiệu các giới hạn đo;

d) Với phương tiện đo đó ghi giá trị quy ước danh định, XN bằng chính giá trị danh định này;

e) Với dụng cụ đo có thang đo không tuyến tính: giá trị XN lấy bằng độ dài toàn thang đo hoặc độ dài phần thang đo tương ứng với phạm vi đo. Trong trường hợp này sai số tuyệt đối, kể cả độ dài thang đo, được biểu thị theo đơn vị độ dài;

g) Với các phương tiện đo không thuộc các trường hợp quy định trong 2.3.3 a; b; c; d và e, phải ghi giá trị quy ước XN trong tiêu chuẩn hoặc tài liệu kỹ thuật tương ứng về loại phương tiện đo đó.

2.4. Quy định giới hạn cho phép của sai số tương đối (gọi tắt là sai số tương đối cho phép).

2.4.1. Trường hợp sai số tương đối không phụ thuộc vào giá trị đại lượng đo, sai số tương đối cho phép quy định bằng công thức:

(4)

: sai số tương đối cho phép biểu thị bằng % của giá trị X;

X: giá trị đại lượng đo, trường hợp là dụng cụ đo hoặc chuyển đổi đo, phải xác định giá trị Xo nhỏ nhất để công thức (4) trên có ý nghĩa;

: giá trị sai số tuyệt đối;

q: hư số dương (chọn theo điều 2.3.2).

2.4.2. Trường hợp sai số tương đối phụ thuộc vào giá trị đại lượng đo, sai số tương đối cho phép quy định bằng công thức:

(5)

: sai số tương đối cho phép biểu thị bằng % của giá trị X;

X: giá trị đại lượng đo;

: giá trị sai số tuyệt đối;

Xm: giá trị lớn nhất của giới hạn đo hoặc của khoảng biến thiên đại lượng đầu vào của chuyển đổi đo;

c và d: các hư số dương (chọn theo điều 2.3.2 và c phải lớn hơn d).

2.4.3. Trong các trường hợp cần thiết khác sai số tương đối cho phép có thể được quy định bằng các công thức phức tạp hơn hoặc bằng đồ thị, bằng bảng số.

2.5. Quy định giới hạn cho phép của sai số phụ gọi tắt là (sai số phụ cho phép)

2.5.1. Sai số phụ cho phép được quy định bằng các cách sau đây:

a) Dưới dạng một hằng số trên toàn phạm vi làm việc của đại lượng ảnh hưởng hoặc một số hằng số, mỗi hằng số tương ứng với từng khoảng thuộc phạm vi làm việc của đại lượng ảnh hưởng;

b) Cho biết mối liên hệ (tỷ số) giữa giới hạn cho phép của sai số phụ ứng với khoảng đại lượng ảnh hưởng được quy định và khoảng đó;

c) Cho biết sự phụ thuộc của giới hạn cho phép của sai số phụ vào đại lượng ảnh hưởng (hàm ảnh hưởng tối đa);

d) Cho biết sự phụ thuộc hàm số của độ lệch cho phép so với hàm ảnh hưởng danh định;

e) Dưới dạng một giá trị bội hoặc ước của sai số cơ bản cho phép.

2.5.2. Đối với một cấp chính xác, có thể quy định các phạm vi biến đổi khác nhau của đại lượng ảnh hưởng tương ứng với những điều kiện sử dụng phương tiện đo khác nhau.

2.6. Quy định giới hạn cho phép của độ hồi sai (gọi tắt là độ hồi sai cho phép) và của độ không ổn định (gọi tắt là độ không ổn định cho phép).

Độ hồi sai cho phép của số chỉ hoặc của tín hiệu ra và độ không ổn định cho phép được quy định bằng một giá trị ước hoặc bội của sai số cơ bản cho phép.

2.7. Giới hạn cho phép của các loại sai số phải được làm tròn sau khi tính toán và được biểu thị với nhiều nhất là hai chữ số có nghĩa.

2.8. Đối với các đặc trưng đo lường không trình bày trong các điều từ 2.1 đến 2.6, trong trường hợp cần thiết, phải được quy định trong các tiêu chuẩn hoặc các tài liệu kỹ thuật tương ứng về cấp chính xác của từng loại phương tiện đo cụ thể.

3. Ký hiệu cấp chính xác

3.1. Ký hiệu cấp chính xác của phương tiện đo dùng trong tài liệu kỹ thuật.

3.1.1. Đối với phương tiện đo có sai số cho phép biểu thị bằng sai số tuyệt đối theo điều 2.2, hoặc bằng sai số tương đối theo điều 2.4.3, trong tài liệu kỹ thuật cấp chính xác được ký hiệu bằng chữ cái La tinh in hoa hoặc bằng chữ số La mã.

Trường hợp cần thiết có thể thêm vào ký hiệu cấp chính xác bằng chữ cái La tinh ở gần đầu bảng chữ cái hoặc bằng chữ số La mã nhỏ và ngược lại.

3.1.2. Đối với phương tiện đo có sai số cơ bản cho phép biểu thị bằng sai số quy đổi theo mục 2.3, hoặc bằng sai số tương đối theo điều 2.4.1, trong tài liệu kỹ thuật cấp chính xác được ký hiệu bằng các số. Số này bằng sai số cho phép biểu thị theo %.

3.1.3. Đối với phương tiện đo có sai số cơ bản cho phép biểu thị bằng sai số tương đối theo điều 2.4.2, trong tài liệu kỹ thuật cấp chính xác được ký hiệu bằng hai chữ số c và d, giữa chúng ngăn cách nhau bằng một gạch chéo (c/d).

3.1.4. Đối với phương tiện đo mà đặc trưng đo lường dùng để xác định cấp chính xác là độ không ổn định, trong tài liệu kỹ thuật cấp chính xác được ký hiệu theo quy định ở điều 3.1.1 và 3.1.2.

3.1.5. Trong tài liệu kỹ thuật cũng có thể ký hiệu cấp chính xác của phương tiện đo theo các quy định ở điều 3.2.

3.2. Ký hiệu cấp chính xác trên phương tiện đo

3.2.1. Trên mặt số, mặt máy hoặc vỏ… của phương tiện đo phải ghi khắc ký hiệu cấp chính xác bằng chữ cái La tinh, số La mã hoặc chữ số theo quy định ở điều 3.1 cùng với những ký hiệu cho trong bảng 1.

Bảng 1 – Bảng ví dụ về ký hiệu cấp chính xác ghi khắc trên phương tiện đo

Hình thức biểu thị sai số

Thuộc điều

Sai số cho phép

Ký hiệu cấp chính xác

Trong tài liệu kỹ thuật

Trên phương tiện đo

1

2

3

4

5

Sai số tuyệt đối

2.2; 3.1.1

Công thức (1), (2)

Cấp chính xác M

M

Sai số tương đối

2.4.3; 3.1.1

–

Cấp chính xác C

C

Sai số quy đổi

2.3.1;

2.3.3 a, b, c, d;

3.1.2

= ± 1,5

Cấp chính xác 1,5

1,5

Sai số quy đổi

2.3.1; 2.3.3 e;

3.1.2

= ± 0,5

Cấp chính xác 0,5

0,5

Sai số tương đối

2.4.1; 3.1.2

= ± 0,5

Cấp chính xác 0,5

0,5

Sai số tương đối

2.4.2; 3.1.3

Cấp chính xác 0,02/0,01

0,02/0,01

Chú thích: Giá trị sai số cơ bản cho phép và các ký hiệu cho trong bảng chỉ làm ví dụ và được lấy tùy ý.

Đối với các phương tiện đo có thang đo không đều, ngoài ký hiệu cấp chính, có thể ghi khắc thêm để tham khảo giá trị sai số tương đối cho phép biểu thị theo % giá trị đại lượng đo ứng với phần thang đo nằm trong phạm vi được đánh dấu, ví dụ, bằng dấu chấm (.) hoặc tam giác (Δ). Trong trường hợp này phải có dấu % kèm theo và đặt trong vòng tròn, ví dụ 10%. Đây không phải là ký hiệu cấp chính xác.

3.2.3. Cho phép không phải ghi khắc ký hiệu cấp chính xác lên chuẩn có độ chính xác cao và phương tiện đo mà những đặc điểm bên ngoài của nó ứng với cấp chính xác này đã được quy định.

3.2.4. Bên cạnh ký hiệu cấp chính xác, trên mặt số, mặt máy hoặc vỏ… phương tiện đo phải ghi khắc cả ký hiệu của tiêu chuẩn về loại phương tiện đo đó trừ trường hợp đặc biệt có lý do xác đáng về mặt kỹ thuật.

3.2.5. Phải ghi khắc lên phương tiện đo giá trị tiêu chuẩn hoặc phạm vi tiêu chuẩn của đại lượng ảnh hưởng theo quy định trong các tiêu chuẩn hoặc tài liệu kỹ thuật tương ứng. Khi đó giá trị hoặc phạm vi tiêu chuẩn này phải được gạch dưới.

Bảng 2 cho ví dụ về cách ghi khắc trên trong trường hợp đại lượng ảnh hưởng là tần số của dòng điện xoay chiều.

Bảng 2

Giá trị hoặc phạm vi tiêu chuẩn của tần số, Hz

Giá trị hoặc miền danh định sử dụng, Hz

Ký hiệu

400

–

400Hz

45 55

–

45 55Hz

50

20 120

20 50 120Hz

40 60

40 120

40 40 60 120Hz

40 60

10 120

10 40 60 120Hz