Способы нормирования метрологических характеристик

 

Типовые характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки):

-  функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с неименованной шкалой или со шкалой, отградуированной в единицах, отличных от единиц входной величины- f(x),

-  значение однозначной или значения многозначной меры - Y,

-  цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры,

-  вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода средств измерений, предназначенных для выдачи результатов в цифровом коде, нормируют как номинальные характеристики средств измерений данного типа.

Для конкретных экземпляров средств измерений, предназначенных для применения с одной или несколькими индивидуальными характеристиками:

. Функция преобразования измерительного преобразователя, а также измерительного прибора с неименованной шкалой или со шкалой, отградуированной в единицах, отличных от единиц входной величины, - f(x),

Значение однозначной или значения многозначной меры - Y,

Цена деления шкалы измерительного прибора или многозначной меры, а не с номинальными, распространяющимися на все экземпляры средств измерений данного типа, соответствующие номинальные характеристики можно не нормировать. В этих случаях нормируют пределы (граничные характеристики), в которых должна находиться индивидуальная характеристика при предусмотренных условиях применения средств измерений.

Характеристики систематической составляющей D_sp погрешности СИ выбирают из числа следующих:

1. Значение систематической составляющей или

. Значение систематической составляющей , математическое ожидание М[ ] и среднее квадратическое отклонение [ ] систематической составляющей погрешности, нормируют путем установления: пределов (положительного и отрицательного) D_sp допускаемой систематической составляющей погрешности средств измерений данного типа или пределов D_sp допускаемой систематической составляющей погрешности, математического ожидания М[ ] и среднего квадратического отклонения [ ] систематической составляющей погрешности средств измерений данного типа.

Примечания:

1. Если пределы допускаемой систематической составляющей погрешности симметричны, их записывают в виде " ± D_sp".

. При необходимости допускается нормировать наибольшее допускаемое изменение систематической составляющей погрешности за заданный интервал времени.

. При необходимости допускается нормировать изменение во времени пределов допускаемой систематической составляющей погрешности.

Характеристики случайной составляющей погрешности Характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений выбирают из числа следующих:

1. Среднее квадратическое отклонение [ ] случайной составляющей погрешности или

. Среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности, нормализованная автокорреляционная функция r(t)или функция спектральной плотности S(w) случайной составляющей погрешности, нормируют путем установления: предела _p[ ] допускаемого среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности средств измерений данного типа или предела _p[ ] допускаемого среднего квадратического отклонения случайной составляющей погрешности, номинальной нормализованной автокорреляционной функции r (t) или номинальной функции спектральной плотности S (w) случайной составляющей погрешности и пределов допускаемых отклонений этих функций от номинальных.

Характеристику случайной составляющей _H погрешности от гистерезиса - вариация Н выходного сигнала (показания) средства измерений,

Нормируют путем установления предела (без учета знака) Н_р допускаемой вариации выходного сигнала (показания) средства измерений данного типа.

При нормировании характеристики погрешности средств измерений устанавливают пределы (положительный и отрицательный) D_р допускаемой погрешности и предел Н_р допускаемой вариации выходного сигнала (показания) средства измерений.

Характеристику по погрешности средств измерений - значение погрешности можно нормировать для средств измерений, случайная составляющая погрешности которых в каждой точке диапазона измерений пренебрежимо мала в соответствии с критериями существенности.

Для средств измерений, не предназначенных для совместного применения с другими средствами измерений (в том числе в составе измерительных систем или измерительно-вычислительных комплексов), в тех случаях, когда их погрешность в рабочих условиях применения практически полностью может быть определена нормированными верхней D_в и нижней D_н границами интервала, в котором лежит погрешность в нормальных условиях с заданной вероятностью Р, допускается указанные границы и вероятность нормировать и при существенной случайной составляющей основной погрешности средства измерений, в соответствии с критериями существенности, установленными в обязательном приложении 1.

Функции влияния Функции влияния y (x), нормируют путем установления: номинальной функции влияния y_sf(x)и пределов допускаемых отклонений от нее или граничных функций влияния: верхней y^*(x) и нижней y_*(x).

Граничные функции влияния нормируют для таких средств измерений, у которых велик разброс функций влияния по множеству экземпляров. В силу этого номинальную функцию влияния не нормируют. При применении таких средств измерений, в случае необходимости, определяют функции влияния, индивидуальные для каждого экземпляра средства измерений. Нормированные граничные функции влияния используют для контроля качества средств измерений.

Изменения значений MX, вызванные изменениями влияющих величин: изменения e (x) значений MX средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах, нормируют путем установления пределов (положительного и отрицательного) допускаемых изменений характеристики при изменении влияющей величины в заданных пределах.

Пределы допускаемых изменений погрешности средства измерений допускается называть пределами допускаемой дополнительной погрешности средства измерений.

Функции влияния y(x) и наибольшие допускаемые изменения Î _p(x) нормируют отдельно для каждой влияющей величины. Функции влияния и наибольшие допускаемые изменения допускается нормировать для совместных изменений нескольких влияющих величин как y(x₁, x₂, …) или Î _p(x₁, x₂, …), если функция y(x_i) или Î _p(x_i) какой-либо одной влияющей величины x_i существенно зависит от других влияющих величин x_i.

Критерий существенности устанавливают в НТД на средства измерений конкретных типов (или видов).

Полную динамическую характеристику аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные:

. Переходная характеристика h(t);

. Импульсная переходная характеристика g(t);

. Амплитудно-фазовая характеристика G(jw);

. Амплитудно-частотная характеристика A(w) - для минимально фазовых средств измерений;

. Совокупность амплитудно-частотной и фазово-частотной характеристик;

. Передаточная функция G(S), нормируют путем установления номинальной полной динамической характеристики и пределов (положительного и отрицательного) допускаемых отклонений от нее.

Предпочтительной для нормирования является такая полная динамическая характеристика, экспериментальное определение и (или) контроль которой могут быть осуществлены с необходимой точностью и наиболее простым методом.

Частные динамические характеристики аналоговых средств измерений, которые можно рассматривать как линейные., нормируют путем установления номинальных частных динамических характеристик и пределов (положительного и отрицательного) допускаемых отклонений от них.

Допускается нормировать только частную динамическую характеристику в тех случаях, когда эта характеристика достаточна для учета динамических свойств средства измерений при его применении. Предпочтительной является такая частная динамическая характеристика, экспериментальное определение и (или) контроль которой могут быть осуществлены с необходимой точностью и наиболее простым методом.

Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых измерительных приборов ЦИП, время реакции которых не превышает интервала времени между двумя измерениями, соответствующего максимальной частоте (скорости) fmax измерений,, а также цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП), нормируют путем установления номинальных частных динамических характеристик и пределов (положительного и отрицательного) допускаемых отклонений от них.

Погрешность датирования отсчета нормируют путем установления предела допускаемого математического ожидания погрешности датирования и предела допускаемого среднего квадратического отклонения или предела допускаемого размаха случайной составляющей погрешности датирования.

Для средств измерений, у которых велик разброс динамических характеристик (полных или частных) по множеству экземпляров и, в силу этого, для которых в НТД установлена необходимость определения и дальнейшего использования индивидуальных динамических характеристик каждого экземпляра средств измерений, нормируют граничные динамические характеристики, выбираемые из числа перечисленных:

1 Переходная характеристика h(t);

Импульсная преходная характеристика g(t);

3 Амплитудно-фазовая характеристика G(jw);

4 Амплитудно-частотная характеристика A(w);

Передаточная функция G(S),

К частным динамическим характеристикам относят любые функционалы или параметры полных динамических характеристик. Примерами таких характеристик являются:

Время реакции tr;

Коэффициент демпфироваения gdam;

Постоянная времени Т;

Значение амплитудно-частотной характеристики на резонансной частоте A(w0);

Значение резонансной собственной круговой частоты w0.

Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП) и цифровых измерительных приборов (ЦИП) время реакции которых не превышает интервала времени между двумя измерениями, соответствующего максимальной частоте (скорости) fmax измерений, а также цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП).

Примерами частных динамических характеристик АЦП являются:

Время реакции tr;

Погрешность td датирования отсчета;

Максимальная частота измерений fmax.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Метрология в самом широком понимании представляет собой науку об измерениях, о методах и средствах, обеспечении их единства, о способах достижения требуемой точности. С развитием науки и технологий постоянно создаются новые, все более точные средства измерений (СИ), включая эталоны, совершенствуются методы измерений и передачи единиц физических величин рабочим СИ, а также методы выявления и оценки погрешностей СИ. По метрологическому назначению средства измерений делят на два вида - рабочие средства измерений и эталоны. Рабочие СИ применяют для определения параметров (характеристик) технических устройств, технологических процессов, окружающей среды и др.

Отличительной особенностью средств измерения является то, что они обладают метрологическими характеристиками, приобретенными в процессе изготовления, и содержат информацию о единице измеряемой физической величины. Исследование метрологических характеристик СИ необходимо для оценки пригодности СИ к измерениям в известном диапазоне с известной точностью, а также для обеспечения возможности установления точности измерений, достижения взаимозаменяемости СИ, сравнения их между собой и выбора нужных СИ по точности и другим характеристикам. В ходе эксплуатации метрологические свойства изменяются, и в некоторых случаях может наступить метрологический отказ. Для предотвращения метрологических отказов и обеспечения единообразия средств измерений проводят поверку СИ. Государственная (ведомственная) поверка СИ, устанавливающая метрологическую исправность, является формой надзора за средствами измерений.

С процессами измерения в настоящее время имеет дело любой человек. Даже современный быт заполнен приборами и измерениями. Простейший пример измерения - взвешивание товара в магазине. А про технику говорить вообще не приходится, измерительный прибор главная часть любого производства, а измерение - важнейшая частью почти любой работы.

В данной курсовой работе были разработаны методические указания к лабораторной работе по метрологическим характеристикам и методике поверки средств измерений.

Кроме того этот материал может быть использован также для преподавания основ метрологии студентам физического факультета специализации «метрология».

Основным результатом дипломной работы стало также подробное рассмотрение различных видов средств измерений и способов их нормирования.

измерение погрешность метрологический преобразователь

⇐ Предыдущая123456Следующая ⇒

Поделиться: