Выбор средств измерений для проведения экспериментальных исследований

Обработка результатов измерений.

Важное место при обработке результатов измерений занимает исключение грубых погрешностей. Для того, чтобы проверить содержат ли резко выделяющиеся экспериментальные данные Х максимум (Х_мах) грубую погрешность следует предварительно вычислить промежуточное значение Z_мах.

, где σ – средне квадратичное отклонение

– средне арифметическое отклонение

Затем Z_мах сравнивают с теоретическим значением Z_T (Z_max: Z_T), при выбранном уровне значимости g = 100 – p, где р – уровень доверит.вероятности в %.

Значения g – процентах точек наибольшего по абсолютному значению нормировочного выборочного отклонения Z_T.

Уровень значимости g, %	Число результатов измерений
Значения ZT
	1,73	2,16	2,43	2,62	2,75
	1,72	2,13	2,37	2,54	2,66
	1,71	2,10	2,27	2,41	2,52
	1,69	2,00	2,17	2,29	2,39

Если из расчёта получится, что Z_мах больше Z_Т, то Х_мах следует исключить, как грубую погрешность.

Пример: при измерении силы тока в мА получен следующий массив данных

10,07; 10,10; 10,15

10,16; 10,17; 10,13

10,40; 10,12; 10,20

10,08

Проверить содержит ли 7-е данное грубую погрешность.

Х_мах=10,40 mA

1) = = 10,16 mA

2) = 0,094 mA

Z_{мах =}

Положим, что уровень доверительной вероятности результатов измерений р = 95%. Тогда уровень значимости:

q = 100 – p = 5%

Определим Z_Т по таблице №1:

Z_Т = 2,41

Вывод: так как Z_мах = 2,55 > Z_Т = 2,41; Значит 7-е данное следует исключить как грубую погрешность.

При выборе средств измерений учитывают совокупность показателей:

1) Метрологических (цена деления, предельная погрешность, диапазон измерений, измерительные усилия, и т.д.)

2) Эксплуатационные показатели

3) Экономические показатели

К последним двум показателям относятся стоимость средства измерения, его надёжность, время затрачиваемое на стройку, масса, габаритные размеры и т.д.

Процесс выбора средства измерения:

1) начинают с определения допуска Т на заданную величину:

Т = U_max – U_min

2) Гарантии получения заданной предельной погрешности измерения являются условия

σ_изм = (0,25…0,3)Т

3) Предельно допустимая погрешность системы измерения ∆lim находят по формуле:

∆lim ≤ (0,6…0,8) σ_изм

4) По каталогам средств измерений выбирают средство измерения из условия, чтобы ∆lim С.И. ≤ ∆lim

Данная методика lim С.И. является упрощённой и обычно применяется в производственных условиях. Выбор средства измерения(СИ) зависит от масштаба производства:

В массовом производстве используют автоматизированные и высокопроизводительные СИ.

В серийном производстве применяют калибры, шаблоны и специальные СИ.

В единичном и мелкосерийном производстве применяют в основном универсальные СИ (штангенциркули, микрометры, нутромеры, вольтметры и т.д.)

При выборе СИ необходимо учитывать:

1) Если есть возможность существенного выхода измерительного параметра за пределы поля допуска, то необходимо, чтоб пределы шкалы СИ превышали диапазон рассеивания значений параметра

2) Если размер нужно контролировать с погрешностью до 0,01 мм, то и СИ нужно выбирать с ценой деления ≤0,01 мм

3) Следует помнить, что при односторонней равномерной шкале с нулевой отметкой в её начале рабочий участок занимает последние 2/3 шкалы. У шкалы с нулём по середине рабочими являются участки длиной последней 1/3 каждого сектора.

Например: Выбрать средство измерения для контроля вала диаметром 45 – 0,025.

1) Т = d_max – d_min = es – ei, где es- верхнее отклонение, ei – нижнее отклонение

Т = 0- (-25) = 25 мкм

2) σ_изм = 25/4 = 6,25 мкм

3) ∆lim = 0,7*6,25 = 4,4 мкм

4) По ГОСТ 8.051-81 и РД 50 приложение к ГОСТу 8.051-81

Выбираем скобу рычажную

Типа СР D = 0…50мм

∆lim СИ = 3,5 мкм

∆lim Си = 3,5 < ∆lim = 4,4мкм

Дата добавления: 2014-01-07