Модели погрешностей средств измерений

Классификация средств измерений.

Оценка погрешностей результатов математических операций.

Правила округления результатов измерений и расчетов, погрешности округления.

Учет неисключенных систематических погрешностей.

Методы измерений.

Композиция распределения. Суммирование составляющих погрешностей измерений.

Методы измерений можно классифицировать по различным признакам. Для общеметрологического анализа важными являются традиционные классификации, основанные на следующих признаках:

- физический принцип, положенный в основу измерения;

- режим взаимодействия средства измерений с объектом;

- вид применяемых средств измерений;

- вид хранителя единицы физической величины и характер измерительных операций.

По первому признаку все методы измерений делятся на электрические, магнитные, акустические, оптические и т.д. По режиму взаимодействия их можно разделить на статические и динамические, контактные и бесконтактные методы. По виду применяемых средств измерений - на аналоговые и цифровые.

По последнему признаку выделяют следующие основные методы измерений:

1) метод отклонений:

- простой метод отклонений;

- дифференциальный метод отклонений;

2) нулевой метод:

- компенсационный метод;

- метод замещения.

Средство измерений представляет собой техническое устройство, предназначенное для измерений, имеющее в этих целях нормированные метрологические характеристики, воспроизводящие и(или) хранящие единицу физической величины. Отличием средств измерений от других технических устройств является, главным образом, наличие меры и нормированных метрологический характеристик.

К средствам измерений относятся следующие:

1 Меры

Меры, предназначенные для воспроизведения и (или)хранения физической величины одного или нескольких заданных размеров. К мерам относятся:

" гири;

" концевые меры длины;

" нормальные элементы (меры ЭДС) и др.

Меры, воспроизводящие физическую величину одного размера, называются однозначными.

Меры, воспроизводящие физическую величину разных размеров, называются многозначными. (Примером многозначной меры является миллиметровая линейка, воспроизводящая наряду с миллиметровыми также и сантиметровые размеры длины).

Применяются также меры в виде наборов и магазинов мер. Набор мер представляет собой комплект однородных мер разного размера, предназначенных для применения в различных сочетаниях (например, набор концевых мер длины). Магазин мер - набор мер, конструктивно объединенных в единое устройство, в котором предусмотрено ручное или автоматизированное соединение мер в необходимых комбинациях (например, магазин электрических сопротивлений).

Часто к однозначным мерам относят стандартные образцы и стандартные вещества. Стандартный образец материала или вещества представляют собой специально оформленное тело (пробу вещества) с установленными по результатам метрологической аттестации значениями физической величины, которая характеризует свойство или состав материала (вещества). Примером стандартного образца свойства является набор 10-ти эталонных тел-минералов для определения числа твердости по условной шкале Мооса. Каждый последующий минерал этой шкалы является более твердым, чем предыдущий. Использование образцов позволяет приближенно оценивать относительную твердость минералов.

Указанное на мере значение величины является номинальным значением меры. В специальном свидетельстве, придаваемом мере, указывается действительное значение, определенное при высокоточных измерениях с помощью соответствующего эталона. Разность между номинальным и действительными значениями называется погрешность меры. Величина, обратная погрешности меры по знаку, представляет поправку к номинальному значению меры.

2 Измерительные преобразователи

Измерительные преобразователи - средства измерений, предназначенные для преобразования измеряемой величины в другую однородную или неоднородную величину с целью представления измеряемой величины в форме, удобной при обработке, хранении, дальнейших преобразованиях, передаче в показывающее устройство. Измерительные преобразователи не имеют устройств отображения измерительной информации, они или входят в состав измерительных приборов или применяются совместно с ними.

Измеряемая (преобразуемая) величина, поступающая на измерительный преобразователь, называется входной, преобразованная - выходной. Соотношение между входной и выходной величинами, представляемое формулой, графиком таблицей, называется функцией преобразования измерительного преобразователя и является для него основной метрологической характеристикой.

Самым распространенным по количеству видом средств измерений являются первичные измерительные преобразователи, которые служат для непосредственного(первого) восприятия измеряемой величины, как правило неэлектрической и преобразования ее в другую величину - чаще электрическую. Первичные измерительные преобразователи иногда не изменяют рода физической величины, а служат лишь для изменения размера измеряемой величины (например, делителя или усилителя напряжения) в целях удобства дальнейших преобразований или индицирования. В этом случае первичные преобразователи встраиваются в измерительный прибор (систему). Часть первичного преобразователя, воспринимающая измерительный сигнал на его входе, называется чувствительным элементом (например, термопара).

Первичный измерительный преобразователь, конструктивно оформленный как обособленное средство измерений с нормированной функцией преобразования, называется датчиком. В подавляющем большинстве случаев датчик предназначен для преобразования неэлектрической физической величины в электрическую величину.

Промежуточными (вторичными) измерительными преобразователями называются преобразователи, расположенные в измерительной цепи после первичного преобразователя и, как правило, по измеряемой (преобразуемой) физической величине однородные с ним.

По характеру преобразования сигнала измерительные преобразователи делятся на:

" аналоговые;

" аналого-цифровые (АЦП);

" цифро-аналоговые (ЦАП);

Измерительные приборы представляют собой конструктивно объединенную совокупность первичных и промежуточных преобразователей.

3 Измерительные приборы

Измерительные приборы - средства измерений, предназначенные для извлечения измерительной информации и представления ее в форме, удобной доя отображения (регистрации).

Измерительные приборы подразделяются на:

" приборы прямого действия;

" приборы сравнения.

Приборы прямого действия преобразуют измеряемую величину без изменений её рода, и отображают её на реальном показывающем устройстве, проградуированном в единицах этой величины.

Приборы сравнения являются более точными и предназначены для сравнения измеряемых величин с величинами, значения которых известны. Сравнение осуществляется с помощью компенсационных цепей прибора или с помощью мостовых цепей.

Измерительные приборы также подразделяются на:

" аналоговые;

" цифровые

В соответствии с ранее рассмотренным уравнением:

Х=q|Х|

значение величины равно произведении. её числового значения на размер единицы измерения.

Информация о числовом значении физической величины называется измерительной информацией, в процессе измерения передается тех или иных сигналов.

В аналоговых приборах сигналы измерительной информации являются непрерывными функциями измеряемых физических величин. В аналоговых средствах измерений устанавливается прямая связь между значением измеряемой величины и значением сигнала физической величины.

В цифровых измерительных приборах аналоговые сигналы измерительной информации дискретизируются и передаются для отображения в виде отдельных кратковременных импульсов, являющихся носителями измерительной информации. Отсчетные устройства цифровых приборов чаще всего отображают измеренное значение величины в цифровом виде.

По способу записи измеряемой величины регистрирующие измерительные приборы делятся на:

" самопишущие;

" печатающие;

Дата добавления: 2015-04-30