Студопедия — Нормированные метрологические характеристики средств измерений.
Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Нормированные метрологические характеристики средств измерений.






Математическая обработка результатов инженерных измерений.

Проф. д.ф.-м.н Булярский С.В.

К.ф.-м.н. Вострецов Д.Я.

Ульяновск 2007

Содержание.

1. Измерение, погрешность и средства измерения. 3

2. Прямое и косвенное измерение. 10

3. Абсолютная и относительная погрешности. 13

4. Основные понятия теории вероятности. Случайная погрешность. 15

5.Определение абсолютных и относительных погрешностей прямых измерений погрешность

6. Определение абсолютных и относительных погрешностей косвенных измерений погрешность.

7. Определение абсолютных погрешностей прямых измерений электроизмерительными приборами.

8. Грубые ошибки (Промахи). 25

9. Систематическая погрешность. 26

10. Метод наименьших квадратов. 30

11. Графическое представление результатов. 32

12. Правила округления чисел. 35

13. Отчет по лабораторным работам. Пример. 37

Приложение. Обозначение различных электрических приборов. 41

Литература. 44


Измерение, погрешность и средства измерения.

Измерением какой-либо физической величины называется операция, в результате которой мы узнаем, во сколько раз измеряемая величина больше (или меньше) соответствующей величины, принятой за эталон.

В результате измерения находится значение физической величины. Другими словами, измерение это процесс определения значения физической величины опытным путем с помощью специальных технических средств. Найденное значение называют результатом измерения.

В определении измерения отражаются следующие главные признаки этого понятия:

· измерять можно свойства реально существующих объектов, т.е. физические величины.

· измерение требует проведения опытов, т.е. теоретические рассуждения или расчеты не могут заменить эксперимент и не являются измерением.

· измерение производится с помощью специальных технических средств – средств измерения, приводимых во взаимодействие с материальным объектом.

· результатом измерения являются значения физической величины.

Принципиальная особенность измерения заключается в выражении физической величины числом. Значение физической величины должно быть не просто числом, а числом именованным. Результат измерения должен быть выражен в определенных единицах измерения, принятых для данной величины. Только в этом случае результаты измерений, производимое с помощью различных средств измерений и разными экспериментаторами, могут быть сопоставимы между собой.

Процесс измерений независимо от условий, в которых его проводят, сопряжен с погрешностями, искажающими представление о действительном (истинном) значении измеряемой величины. В зависимости от степени совершенства знаний о методе измерений и измеряемой величине, средств измерения и условий, в которых происходит измерение, получают различную степень приближения результата измерения к истинному значению измеряемой величины.

Согласно ГОСТ 16263 - 70 под истинным значением физической величины следует понимать такое значение физической величины, которое идеальным образом отражало бы в качественном и количественном отношениях соответствующее свойство объекта. Вследствие ограниченных возможностей измерений практически истинное значение физической величины обычно остается неизвестным. На практике вместо истинного значения физической величины используют понятие действительного значения физической величины, под которым понимают значение физической величины, найденное экспериментальным путем и настолько приближающееся к истинному значению, что для данной цели может быть использовано вместо него.

Погрешностью измерения величины называют разность между результатом измерений и истинным значением измеряемой величины.

Точность измерения это степень приближения результата измерений к истинному значению измеряемой величины. Чем меньше погрешность измерений, тем выше точность измерений, а следовательно, тем меньше разность между истинным значением измеряемой величины и результатом ее измерений. С увеличением погрешности измерений понижается точность измерений. В целях повышения точности часто за результат измерений принимают не единичное измерение, а среднее арифметическое значение из ряда равноточных измерений. В зависимости от числового выражения погрешности подразделяют на абсолютные и относительные.

Заметим, что погрешность характеризует сам процесс измерения, а точность прибор которым измеряют. Это принципиально разные величины.

Источниками появления погрешностей при измерениях могут служить многочисленные факторы, как, например: несовершенство конструкции средств измерения или принципиальной схемы метода измерения, неточность изготовления средств измерений, несоблюдение внешних условий при измерениях, субъективные погрешности и др.

Все ошибки измерения делятся на три класса: промахи (грубые ошибки), систематические и случайные ошибки.

Принята следующая форма записи результата измерений какой-либо величины а:

а =а ñ ± D а) ед. измерения, (1.1)

где D a - определяемая тем или иным способом граница доверительного интервала. Доверительный интервал показывает, что с некоторой вероятностью, определяемой способом измерения, искомая величина находится в пределах значений, обозначенных формулой (1.1).

Средства измеренийэто технические средства, имеющие нормированные метрологические характеристики. По функциональному назначению средства измерений делят на следующие группы: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные информационные системы, измерительные установки. Средства измерений предназначены для воспроизведения физических величин заданного размера. Например, мерой является резистор, воспроизводящий сопротивление заданного размера с известной погрешностью.

Измерительный преобразователь – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения. В зависимости от рода измеряемой величины на входе измерительного прибора они делятся на преобразователи электрических величин и преобразователи неэлектрических величин. К первым относятся: делители напряжения, усилители, трансформаторы и т.д.. Ко вторым относят: термопары, преобразователи скорости, силы и т.д.

Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателя.Измерительные приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины называют аналоговым измерительным прибором. Измерительный прибор, автоматически вырабатывающий дискретный сигнал измерительной информации и дающий показания в цифровой форме называется цифровым измерительным прибором.

Информационная система – совокупность функционально объединенных измерителей, вычислителей и других вспомогательных вычислительных средств, исполняющих функцию измерения, накопления и обработки результатов измерения. Для получения измерительной информации, ее преобразуют и обрабатывают с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автоматического осуществления функции контроля, диагностирования, идентификации и др. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенных для рациональной организации измерений. Обычно используются для выполнения массовых технологических измерений. Все средства измерений по выполняемым метрологическим функциям делят на образцовые и рабочие. Образцовые средства измерения предназначены для поверки с их помощью других рабочих средств измерений. Рабочие используются для выполнения всех измерений, кроме измерений, связанных с поверкой, т.е. передачей размера единиц величин.

Нормированные метрологические характеристики средств измерений.

Каждое средство измерений обладает своими специфическими свойствами, вместе с тем имеются некоторые общие свойства, которые позволяют сопоставить средства измерений между собой. Свойства средств измерений описывают характеристиками среди которых основное место занимают метрологические характеристики. Под ними понимают характеристики свойств средств измерений, оказывающие влияние на результат и погрешности измерения. Знание метрологических характеристик необходимо для выбора средств измерения и оценивания точности результата измерений.

Перечень метрологических характеристик средств измерений приведен в ГОСТе:

1) Номинальная статическая характеристика преобразования –(функция преобразования) – функциональная зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигнала средства измерения, ее еще называют номинальной функцией преобразования средства измерения.

2) Чувствительностьотношение приращения выходного сигнала средства измерения к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала. Если номинальная статическая характеристика линейна, то чувствительность постоянна. Применительно к измерительным приборам – если их чувствительность постоянна, то шкала прибора равномерная, т.е. длина всех делений шкалы одинаковая.

3) Диапазон измеренийобласть значений измеряемой нормированной величины, для которой допускается погрешность средства измерения. Диапазон измерений ограничен наибольшим и наименьшим значениями. Для измерительных приборов область значений шкалы ограничивают начальным и конечным значениями шкалы, называют диапазоном показаний. Может делится на поддиапазоны.

4) Цена деления шкалыразность значений величины, соответствующей двум соседним отметкам шкалы. Для средств измерений, выражающих результат измерения в цифровой форме, указывают цену единицы младшего разряда, вид выходного хода и число разрядов кода.

5) Для оценки влияния средства измерения на режим работы объекта исследования нормируется входное полное сопротивление. При включении средства измерения в цепь, оно потребляет от этой цепи некоторую мощность, что может привести к изменению режима цепи.

6) Допустимая нагрузка на средство измерения и погрешность передачи сигнала измерительной информации зависит от выходного полного сопротивления.

7) Важнейшая характеристика средства измерения – погрешность, которую оно вносит в результат измерения или как принято говорить погрешность средства измерения. Погрешности средств измерений зависят от внешних условий (влияющих величин), поэтому их принято делить на основную и дополнительную. Основная – погрешность в условиях, принятых за нормальные для данного средства измерения. Дополнительная погрешность – возникает при отклонении измеряемой величины от нормальных значений (областей значений). Погрешности средств измерений могут быть систематическими или иметь систематические и случайные составляющие. Природа этих составляющих погрешнотей средств измерений аналогична систематическим и случайным погрешностям измерений, которые рассматривались ранее. Погрешности средств измерений делятся на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные – погрешности не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные – изменяются пропорционально измеряемой величине.

8) Вариация выходного сигнала – разность между значениями информативного параметра выходного сигнала соответствующими одному и тому же действительному значению входной величины при 2-х направлениях медленных изменений входной величины в процессе подхода к выбранному значению входной величины.

10) Динамические характеристики средств измерений – характеристики инерционных свойств. Средства, определяющие зависимость выходного сигнала средства измерения от меняющихся во времени величин: параметры входного сигнала, внешних влияющих величин, нагрузки и др. В зависимости от полноты описания динамических свойств средств измерения различают полные, частные динамические характеристики. К полным динамическим характеристикам относят переходную характеристику, амплитудно-фазовую, амплитудно-частотную, передаточную функцию и т.д. Частная динамическая характеристика не отражает полностью динамических свойств средств измерения. Примером частных динамических характеристик являются – время реакции средств измерения, значение резонансной собственной частоты.








Дата добавления: 2015-08-12; просмотров: 2170. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!



Обзор компонентов Multisim Компоненты – это основа любой схемы, это все элементы, из которых она состоит. Multisim оперирует с двумя категориями...

Композиция из абстрактных геометрических фигур Данная композиция состоит из линий, штриховки, абстрактных геометрических форм...

Важнейшие способы обработки и анализа рядов динамики Не во всех случаях эмпирические данные рядов динамики позволяют определить тенденцию изменения явления во времени...

ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА Статика является частью теоретической механики, изучающей условия, при ко­торых тело находится под действием заданной системы сил...

Тема 2: Анатомо-топографическое строение полостей зубов верхней и нижней челюстей. Полость зуба — это сложная система разветвлений, имеющая разнообразную конфигурацию...

Виды и жанры театрализованных представлений   Проживание бронируется и оплачивается слушателями самостоятельно...

Что происходит при встрече с близнецовым пламенем   Если встреча с родственной душой может произойти достаточно спокойно – то встреча с близнецовым пламенем всегда подобна вспышке...

Разновидности сальников для насосов и правильный уход за ними   Сальники, используемые в насосном оборудовании, служат для герметизации пространства образованного кожухом и рабочим валом, выходящим через корпус наружу...

Дренирование желчных протоков Показаниями к дренированию желчных протоков являются декомпрессия на фоне внутрипротоковой гипертензии, интраоперационная холангиография, контроль за динамикой восстановления пассажа желчи в 12-перстную кишку...

Деятельность сестер милосердия общин Красного Креста ярко проявилась в период Тритоны – интервалы, в которых содержится три тона. К тритонам относятся увеличенная кварта (ув.4) и уменьшенная квинта (ум.5). Их можно построить на ступенях натурального и гармонического мажора и минора.  ...

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2024 год . (0.012 сек.) русская версия | украинская версия