По используемому методу измереният.е. по совокупности приемов и использования принципов и средств измерений

Метод непосредственной оценки – значение величины непосредственно определяют по отсчетному устройству измерительного прибора прямого действия.

Метод сравнения с мерой – измеряемую величину сравнивают с воспроизводимой мерой. Этот метод имеет следующие модификации:

противопоставление – измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между этими величинами;

дифференциальный метод – на измерительный прибор воздействует разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой;

нулевой метод – результирующий эффект воздействия величин на прибор доводят до нуля;

метод замещения – измеряемую величину замещают известной, воспроизводимой мерой;

метод совпадения – разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов.

Основные характеристики измерений.

1. Принцип измерений – это физическое явление или совокупность физических явлений, положенных в основу измерения.

2. Погрешность измерения – отклонение измеряемого значения физической величины от истинного значения.

3. Точность измерений – качество измерений, отображающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины.

4. Правильность измерений – качество измерений, отображающее близость к нулю систематических погрешностей результатов измерений.

5. Достоверность измерений – степень доверия к результатам измерения. Измерения, для которых известны вероятностные характеристики отклонения результатов от истинного значения, относится к достоверным.

6. Сходимость измерения – качество измерения отображающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях.

7. Воспроизводимость измерения – качество измерения, отображающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в разных условиях.

Погрешности измерений.

Оценка достоверности измерений – основная задача метрологии.

По способу числового выражения различают абсолютные и относительные погрешности.

В зависимости от источника возникновения могут быть инструментальные, методические и субъективные погрешности. Инструментальная погрешность обуславливается погрешностью средств измерения. Методическая возникает из-за несовершенства разработки теории явлений, положенных в основу метода измерений, из-за неточности соотношений, используемых для нахождения оценки измеряемой величины, а так же из-за несоответствия измеряемой величины ее модели.

По закономерности проявления – случайные и систематические погрешности. Систематические погрешности измерения (c)- составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянно или закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины. Случайная погрешность измерения ()-составляющая погрешности измерения, изменяющаяся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.

Грубые погрешности измерений - случайные погрешностиизмерений, существенно превышающие ожидаемые при данных условиях погрешности.

Погрешности средств измерения.

Инструментальной погрешностью измерения называется составляющая погрешности измерений, обусловленная свойствами применяемых средств измерения.

Согласно ГОСТ 8.0009-84 различают четыре составляющих погрешности средств измерений:

1. Основная;

2. Дополнительная;

3. Динамическая;

4. Обусловленная взаимодействием средств измерения и объекта измерения.

Основная погрешность – обусловлена неидеальностью собственных средств измерения и показывает отличие действительной функции преобразования средств измерения в нормальных условиях от номинальной функции преобразования.

По способу числового выражения основной погрешности различают: абсолютную, относительную и приведенную погрешности.

Абсолютная погрешность измерительного прибора- это разность между показаниями прибора Х и истинными значениями А измеряемой величины:

Относительная погрешность измерительного прибора- это отношение абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины, взятое в %

Относительная погрешность существенно изменяется вдоль шкалы аналогового прибора. С уменьшением значений измеряемой величины относительная погрешность увеличивается.

Приведенная погрешность измерительного прибора- это отношение абсолютной погрешности к нормированному значению X_N, взятое в %.

Основной погрешностью прибора является его погрешность в нормальных условиях работы.

Аддитивная погрешность (а)- не зависит от чувствительности прибора и является постоянной для всех входных величин в пределах диапазона измерений.

Мультипликативная погрешность (bx)- зависит от чувствительности прибора и изменяется пропорционально текущему значению входной величины (прямая 2).

3-аддитивная погрешность;

2-мультипликативная погрешность;

1- суммирующая абсолютная погрешность;

Суммарная абсолютная погрешность: .

Дополнительная погрешность обусловлена реакцией средства измерения на изменение входных величин и непосредственных параметров входных сигналов. Неинформативными называются параметры, не используемые для передачи значения изменяемой величины. Эта погрешность зависит от свойств средств измерений и от изменения влияющих величин, отличных от нормальных. Нормальные условия: температура окружающего воздуха - 20 5 С, относительная влажность воздуха – 30-80%, атмосферное давление – 630-795 мм рт. ст., напряжение сети – 220 4,4 В., частота тока – 50 0,5 Гц.

Погрешность обусловлена взаимодействием средств измерения и объекта измерения- это погрешности которые вносит прибор в функционирование объекта измерения.

Динамическая погрешность - обусловлена реакцией средства измерения на скорость (частоту) изменения входного сигнала и зависит от динамических свойств средств измерений, от частотного спектра входного сигнала, изменения нагрузки и влияющих величин.

Полная динамическая характеристика - это характеристика, полностью описывающая принятую математическую модель динамических свойств средства измерения и однозначно определяющая изменение выходного сигнала средства измерения при любом изменении во времени информативного или неинформативного параметра входного сигнала или влияющей величины.

Частная динамическая характеристика - это любой функционал или параметр полной динамической характеристики.

Классы точности.

Класс точности служит для сопоставления средств измерений одной и той же физической величины.

Класс точности средства измерения - это общая характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а так же другими свойствами, влияющими на точность измерений, значения которых устанавливают в стандартах на отдельные виды средств измерения.

Нормирование погрешностей.

В зависимости от вида погрешности средства измерения различают несколько способов нормирования погрешности.

Когда аддитивная погрешность преобладает над мультипликативной нормируют абсолютную или приведенную погрешность, т.к. нормирующее значение в этом случае выражается одним числом.

.

редел допускаемой относительной погрешности d будет изменяться по гиперболе 3. d 1

3 2

Нормируют приведенную погрешность g (пределы допускаемой приведенной погрешности). - пределы допускаемой абсолютной основной погрешности. X_N нормирующее значение, выраженное в тех же единицах, что и . Р – отвлеченное положительное число выбираемое из ряда: 10ⁿ; 1,5*10ⁿ; 2*10ⁿ; 2,5*10ⁿ; 4*10ⁿ; 5*10ⁿ; 6*10ⁿ. Где n=1,0,-1,-2...

X_N – принимается равным:

1) конечному значению шкалы прибора, если нулевая отметка прибора находится на краю или вне шкалы;

2) номинальному значению, если прибор предназначен измерять величины, имеющие номинальные значения;

3) арифметической сумме конечных значений диапазона измерений, если шкала двусторонняя;

4) длине шкалы, если шкала резко нелинейная.

Если мультипликативная преобладает над аддитивной погрешностью- нормируется предел допускаемой относительной погрешности, т.к. она будет постоянной по диапазону измерений (прямая 2) и выражается одним числом.

, где g то же, что и р.

Когда присутствуют обе погрешности, нормируется предел допускаемой относительной погрешности (кривая 1). Формула нормирования:

Х_к – конечное значение диапазона измерений.

c=b+d, d=a/x_k – положительные постоянные чены.

Из этой формулы видно, что d = с + d при Х = Х _к / 2 и d = с при Х = Х _к, следовательно, с – предел допускаемой относительной погрешности при максимальных показании прибора.

Если формулу преобразовать к виду и предположить, что прибор показывает 0, то d – предел допускаемой погрешности, выраженный в процентах от верхнего предела измерений.

Класс точности средств измерений, у которых аддитивная и мультипликативная составляющие основной погрешности соизмеримы обозначается как с/d, причем это отношение должно быть больше 1.

Повышение точности средств измерений.

1. Стабилизация важных параметров элементов и узлов, средств измерений технологических путем.

2. Методы защиты средств измерений от быстро изменяемых влияющих величин, т.е. уменьшение случайной погрешности.

3. Стабилизация медленно изменяющихся влияющих величин.

4. Методы коррекции составляющих систематической погрешности.

5. Методы статистической минимизации обработки результатов наблюдения при наличии случайной погрешности.

Случайные и систематические погрешности измерений.

Дата добавления: 2015-04-30