192012, Санкт-Петербург, пр. Обуховской обороны, д.120, литера Б помещ. 1-Н, ПСН-03,
1 этаж
1 этаж
Copy: Погрешности измерений газоанализатора
Для характеристики точности измерений используют три вида погрешности: абсолютную, относительную и приведённую.
Важно разобраться в этом различии, до составления технического задания на закупку — иначе оборудование, формально соответствующее требованиям, может не обеспечить нужную точность в реальных рабочих условиях.
Три вида погрешности измерения
- Абсолютная погрешность измерения
— разность между показанием измерительного прибора и действительным значением измеряемой величины. Выражается в единицах измеряемого параметра: для газоанализаторов это % от нижнего концентрационного предела распространения пламени (% НКПР), % объёмной доли, мг/м³ и т. д. Характеризует величину и знак погрешности. Обозначение: Δ.
Пример: паспортное значение поверочной газовой смеси (далее – ПГС) 20 мг/м³, газоанализатор показал 23 мг/м³. Абсолютная погрешность Δ = 3 мг/м³.
2. Относительная погрешность измерения
— отношение абсолютной погрешности к действительному значению измеряемого параметра. Выражается в процентах. Обозначение: δ.
Для того же примера: δ = 3 / 20 × 100% = 15%. То есть прибор ошибся на 15% от паспортного значения ПГС.
3. Приведённая погрешность измерения
— отношение абсолютной погрешности к нормированному значению измеряемого параметра. Выражается в процентах. В большинстве случаев нормированное значение — верхний предел диапазона измерений прибора. Обозначение: δпр.
Для того же примера, если верхний предел диапазона измерений прибора равен 50 мг/м³:
δпр = 3 / 50 × 100% = 6%.
Анализируя характеристики газоанализатора, следует внимательно разобраться, какой погрешностью характеризуется точность его измерений, и не путать различные характеристики, относящиеся к газовому анализу и выраженные в процентах:
- относительная погрешность (δ %);
- приведённая погрешность (δпр %);
- концентрация определяемого газа, представленная как отношение величины концентрации газа к величине концентрационного предела распространения пламени для этого газа,выраженное в процентах (% НКПР);
- концентрация определяемого газа, представленная как доля объёма, занимаемого определяемым газом в объёме газовой смеси, выраженная в процентах (% об.д.)
Применение погрешностей измерений
Абсолютная погрешность – наиболее очевидная характеристика точности измерений. Её величина неразрывно связана с диапазоном измерений, для которого она установлена. Она не отображает качество измерений:
измерение концентрации 100 мг/м3 с погрешностью ± 3 мг/м3 вполне удовлетворительно, а измерение концентрации 1 мг/м3 с погрешностью ± 3 мг/м3 вряд ли кого-нибудь устроит.
измерение концентрации 100 мг/м3 с погрешностью ± 3 мг/м3 вполне удовлетворительно, а измерение концентрации 1 мг/м3 с погрешностью ± 3 мг/м3 вряд ли кого-нибудь устроит.
Относительная погрешность позволяет оценить качество измерения: погрешность прибора в заданном диапазоне измерений δ = 5 % означает, что газоанализаторизмеряет концентрацию газа с погрешностью ± 5 % от измеряемой величины. Но при неизменной
δ малым концентрациям соответствует малая Δ, что может выйти за возможности газоанализатора.
δ малым концентрациям соответствует малая Δ, что может выйти за возможности газоанализатора.
Рассмотрим пример. Пусть требуется измерять концентрацию газа в диапазоне
от 0 до 100 % НКПР. Тогда газоанализатор с абсолютной погрешностью Δ = ± 3 % НКПР вполне приемлем для измерений в поддиапазоне (10 ÷ 50) % НКПР, но слишком груб для поддиапазона (0 ÷ 10) % НКПР, а в поддиапазоне (90 ÷ 100) % НКПР он не сможет выполнить измерения с указанной погрешностью.
от 0 до 100 % НКПР. Тогда газоанализатор с абсолютной погрешностью Δ = ± 3 % НКПР вполне приемлем для измерений в поддиапазоне (10 ÷ 50) % НКПР, но слишком груб для поддиапазона (0 ÷ 10) % НКПР, а в поддиапазоне (90 ÷ 100) % НКПР он не сможет выполнить измерения с указанной погрешностью.
Если требуется измерять концентрацию газа в диапазоне от 0 до 100 % НКПР, используют газоанализатор, в котором диапазон измерений разбит на два, например:
- в поддиапазоне (0 ÷ 60) % НКПР устанавливают абсолютную погрешность газоанализатора Δ = ± 3 % НКПР;
- в поддиапазоне (60 ÷ 100) % НКПР устанавливают относительную погрешность газоанализатора δ = ± 5 %.
В точке перехода (60 % НКПР) величина δ соответствует абсолютной погрешности
3 % НКПР: δ = 3/60×100% = 5 %. При дальнейшем росте измеряемых концентраций неизменная величина δ = ± 5 % будет соответствовать росту абсолютной погрешности.
Например, для концентрации 100 % НКПР получим:
3 % НКПР: δ = 3/60×100% = 5 %. При дальнейшем росте измеряемых концентраций неизменная величина δ = ± 5 % будет соответствовать росту абсолютной погрешности.
Например, для концентрации 100 % НКПР получим:
Возрастание абсолютной погрешности при больших концентрациях облегчает задачу создателям газоанализатора.
На практике для взрывоопасных газов наиболее важными являются измерения в диапазоне (10 ÷ 50) % НКПР, поскольку наиболее употребительные пороги срабатывания предупредительной и тревожной сигнализации устанавливают, соответственно, для концентраций 20 % НКПР и 50 % НКПР. При заданной абсолютной погрешности газоанализатора качество измерения повышается при увеличении измеряемой концентрации газа, т.к. уменьшается относительная погрешность измерения.
Поэтому при покупке следует выбирать газоанализатор, для которого наиболее важные величины измеряемых пользователем концентраций ложатся в верхнюю половину его диапазона измерений.
Приведённая погрешность используется для сравнения различных приборов.
Она характеризует потенциальную точность измерений. Чем меньше приведённая погрешность, тем точнее измерения в верхней части диапазона измерений прибора.
Она характеризует потенциальную точность измерений. Чем меньше приведённая погрешность, тем точнее измерения в верхней части диапазона измерений прибора.
11.09.2026
Пресс-служба Метеоспецприбор