Архив сентября, 2010

Систематические погрешности

Систематической погрешностью называется составляющая погрешности измерения, остающаяся неизменной или закономерно изменяющаяся при повторных измерения одной и той же величины.

Существует 4 разновидности систематической погрешности :

·  Методические – вызванные используемым методом измерения

·  Инструментальная – погрешности используемого средства измерения

·  Погрешности вызванные неправильной установкой средства измерения, влиянием информативных факторов

Погрешности, вызванные неправильным действием оператора.

Погрешность измерений -  является важнейшим критерием при поиске оптимальных путей задач измерения. Погрешность измерений играет особую роль т.к. установить для нее требования технического и экономического характера сложнее, чем для иных параметров. Требования к погрешности измерений зависит от того может ли  допускаться определенная погрешность или погрешность должна быть по возможности уменьшена, погрешность измерений в отличии от других параметров приборов задают не в виде обусловленных задачей минимальных требований, поскольку она является количественным критерием характеризующий результат измерений. Таким образом основное правило измерительной техники формируют следующим образом: «Измерить не столь точно насколько это возможно, а так точно как это необходимо.» Погрешность результата измерений представляет собой разность между измеренной величиной и ее истинным значение и показывает насколько измеренное значение отличается от истинного.

Погрешности измерений подразделяются на:

- абсолютные  и относительные по способу выражения

- систематические и случайные по характеру измерения

- инструментальные и методические по месту возникновения

- аддитивные и мультипликативные в зависимости от значения измеряемой величины.

Погрешности измерений. Грубые промахи

Погрешность измерений – явл. Важнейшим критерием при поиске оптимальных путей задач измерения. Погр-ть измерений играет особую роль т.к. установить для нее требования технического и экономического характера сложнее, чем для иных параметров. Требования к погрешности измерений зависит от того может ли  допускаться определенная погрешность или погрешность должна быть по возможности уменьшена, погрешность измерений в отличии от других параметров приборов задают не в виде обусловленных задачей минимальных требований, поскольку она является количественным критерием характеризующий результат измерений. Таким образом основное правило измерительной техники формируют следующим образом: «Измерить не столь точно насколько это возможно, а так точно как это необходимо.» Погрешность результата измерений представляет собой разность между измеренной величиной и ее истинным значение и показывает насколько измеренное значение отличается от истинного.

Погрешности измерений подразделяются на:

- абсолютные  и относительные по способу выражения

- систематические и случайные по характеру измерения

- инструментальные и методические по месту возникновения

- аддитивные и мультипликативные в зависимости от значения измеряемой величины.

Грубые промахи – погрешности, которые при исправных средствах измерения и корректных действиях оператора вовсе не должны появляться, а если возникают, то легко распознаются и исключаются.

Объективное количественное оценивание всех возможных погрешностей и их разделение по характеру источников для учета в результате измерений отнюдь не простая задача. Поэтому целесообразнее оказалось разбить все погрешности измерений на небольшое число групп по характеру их проявления

Классификация погрешности измерений по характеру их проявления

Перспективы развития измерительной техники

1.  Использование новых физических явлений и свойств материалов для создания современных средств измерений.

2. Дальнейшее использование МП техники для создания новых средств измерения, сочетающих рациональное распределение аппаратных и программных средств.

3. Создание средств измерений с текущей диагностикой и самоконтролем во время их функционирования за счет использования встроенных элементов.

4. Создание новых средств измерения с адаптацией, обусловленной изменениями внешних условий, необходимостью изменения решаемых задач, связанных с повышением качества и достоверности информации по измерению, контролю и диагностике.

5. Внедрение САПР при проектировании сложных измерительных систем для обеспечения бездефектного проектирования, снижения материальных затрат, сокращение сроков проектирования.

6. Использование персональных компьютеров и микроЭВМ.

Поверка, ревизия и экспертиза средств измерения

Поверка-установление органом UVC пригодности средства измерения к применению на основании экспериментально предоставленных метрологических характеристик и подтверждение их соответствия установленным требованиям. Результат: подтверждение пригодности средства измерения использованию.

Экспертиза – анализ и оценивание эксп-метрологами правильности применения требований, правил и норм, в первую очередь связанную с единством и точностью измерений. Она проводится с целью обеспечения эффективности использования контрольно-измерительного оборудования на всех стадиях цикла продукции

Поправка в каждой точке шкалы численно равна статической погрешности и обратна ей по знаку, поэтому при определении действительного значения измеряемой величины, поправку следует прибавить к показанию средства измерения.

Динамические погрешности обусловлены инерционными свойствами средств измерения и появляются при измерении переменных во времени величин. Типичным случаем является измерение регистрации сигнала изменяющегося во времени х(t); у(t) ;

Метрологические характеристики средств измерений. Часть 2

Для средств измерения (К-коэффициент чувствительности), являющихся линейными динамическими системами, сосредоточенными постоянными по времени параметрами, наиболее общая характеристика динамических свойств это дифференциальное уравнение:

Метрологические характеристики средств измерений. Часть 2

Метрологические характеристики средств измерений. Часть 2  i-ые и j-ые производные входного и выходного сигнала, а  Метрологические характеристики средств измерений. Часть 2  постоянные коэффициенты, n и m – порядок левой и правой части уравнения, причем n>m.

Дифференциальное уравнение является метрологической характеристикой средств измерения поскольку позволяет при известном сигнале на входе х(t) найти выходной сигнал у(t) и после подстановки вычислить динамическую погрешность.

Средства измерений обладают рядом общих свойств, для выполнения их функционирования. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешность измерений,  называются метрологическими. Перечень важнейших из них регламентирован ГОСТ 8.00.9-84 – «Нормируемые метрологические характеристики средств измерений». Одной из основных метрологических хар-ик измерительных преобразователей является статическая хар-ка преобразования, называемая иногда функцией преобразования или градуировочной характеристикой. Она устанавливает зависимость информативного параметра «у» выходного сигнала измерительного преобразователя от информативного параметра «х» входного сигнала.

Статическая характеристика нормируется путем задания в форме уравнения, графика или таблицы некоторой номинальной статической характеристики, которая официально приписывается данному измерительному преобразователю при номинальных значениях неинформативных параметров входного сигнала.

Важнейшей характеристикой шкальных измерительных приборов является цена деления, то есть то значение измеренной величины, которая соответствует перемещению указателя на одно деление шкалы. У цифрового преобразователя вместо цены деления указывается цена единицы младшего разряда числа в показании приборов.

Погрешности средств измерения подразделяют на статические, имеющие место при измерении постоянных величин  после завершения переходных процессов в элементах приборов и преобразователей, и динамические, появляющиеся при измерении переменных величин и обусловленных  инерционными свойствами средства измерения.  Статические погрешности находят при поверке и аттестации средств измерения в результате строят график или таблицу погрешностей, которая используется для определения поправок.

Стабильность мер и измерительных приборов

Изменение значений мер или показаний измерительных приборов происходит нередко и без воздействия внешних факторов по истечении более или менее длительного времени. Причиной таких изменений в большинстве случаев являются внутренние структурные изменения материалов, из которых изготовлены основные части меры или детали измерительного механизма прибора. Таким изменениям, называемым старением, в большей степени подвержены сплавы металлов и органические материалы.

Кроме старения материалов, из которых изготовлены меры или приборы, причинами нарушения стабильности могут быть ошибки, допущенные при конструировании или расчете, а также плохое качество изготовления. Про стрелочные приборы и силы трения в них. В любом приборе, имеющем подвижные части, на перемещение которых влияет трение, показания будут тем постоянее, чем больше действующие силы и меньше силы трения.

Постоянно действующей влияющей на приборы величиной является магнитное поле Земли. В каждой точке поверхности земли оно приблизительно постоянно, однако, иногда подвергается возмущениям, магнитным бурям. Магнитное поле Земли и другие магнитные поля влияют на показания ряда измерительных приборов, принцип действия которых основан на использовании магнитных и электромагнитных явлений.

Магнитные поля, возникающие в современных технических устройствах, во много раз сильнее магнитного поля Земли, что заставляет защищать от них даже не очень чувствительные приборы. Так как защита от влияния магнитных полей всегда усложняет и удорожает прибор, то применяют ее только при наличии таких магнитных полей, которые могут повлиять на прибор. В зависимости от напряженности магнитных полей, используют приборы, соответственно защищенные от них. Для электроизмерительных приборов разработана классификация по степени защищенности их от влияния магнитных полей. Введено две категории защищенности: 1 и 2. Категории 1 соответствует большая степень защищенности.