Обработка результатов многократных измерений.

⇐ ПредыдущаяСтр 4 из 4

Обработка результатов многократных измерений, согласно ГОСТ 8.207 «ГСИ. Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. Основные положения», заключается в нахождении результата измерения ФВ и доверительного интервала, в котором находится ее истинное значение.

Исходной информацией для обработки является ряд из n (n > 4) результатов единичных измерений x₁, x₂ …, x_n, из которых исключены известные систематические погрешности. Число измерений зависит от требований к точности получаемого результата и от реальной возможности выполнения повторных измерений.[14]

Последовательность обработки результатов многократных измерений включает в себя следующие основные этапы:

1) Исключение из результатов измерений известных систематических погрешностей;

2) Вычисление среднего арифметического значения измеряемой величины из n единичных результатов по формуле:

( 1)

3) Вычисление средней квадратической погрешности (СКО) единичных измерений в ряду измерений по формуле:

(2)

4) Исключение промахов (грубых погрешностей измерений);

5) Вычисление средней квадратической погрешности результата измерений среднего арифметического

(3)

6) Вычисление доверительных границ случайной погрешности результата измерений по формулам (4) и (5);

7) Вычисление доверительных границ погрешности результата измерений ±∆;

8) Представление результата измерений в виде QUOTE A=x±Δ, P, где P – доверительная вероятность.

При заданном значении доверительной вероятности P и числе единичных измерений n определяют коэффициенты Стьюдента t_p (табл. 3.2).

Таблица 3.2. - Значения коэффициента Стьюдента t_p (ГОСТ 8.207-76)

р	n- число единичных измерений

0, 95	12, 706	0, 95	12, 706	0, 95	12, 706	0, 95	12, 706	0, 95	12, 706	0, 95
0, 99	63, 657	0, 99	63, 657	0, 99	63, 657	0, 99	63, 657	0, 99	63, 657	0, 99

Доверительные границы случайной погрешности результата измерений ε определяют по следующей формуле:

(4)

(5)

Пример обработки измерений, выполненных дифманометром:

При обработке уже имеющихся результатов измерений для исключения грубых погрешностей поступаем следующим образом:

1) Вычисляем среднее арифметическое nрезультатов наблюдений по формуле (1), данные измерений представлены в таблице 3.3:

Таблица 3.3. - Результаты измерений.

№	Показания, полученные в результате измерений.	Показания эталонного прибора
1.	24, 9 кПа	25, 00 кПа
2.	25, 1 кПа	25, 1 кПа
3.	25, 00 кПа	25, 00 кПа
4.	25, 2 кПа	25, 00 кПа
5.	24, 9 кПа	25, 00 кПа
6.	25, 2 кПа	25, 00 кПа
7.	25, 00 кПа	25, 00 кПа
8.	25, 3 кПа	25, 00 кПа
9.	25, 2 кПа	25, 00 кПа
10.	25, 37 кПа	25, 00 кПа

2) Вычисляем оценку среднего квадратического отклонения S результата измерений (2):

S =

3) Определяем наличие (отсутствие)предполагаемого промаха х_пот .Применяем критерий Романовского при n = 10. (табл.3.3)

Таблица 3.4. – Критерии Романовского по ГОСТ 8.207-76

P	N

0, 95	1, 414	1, 710	1, 917	2, 067	2, 182	2, 273		2, 414	2, 519	2, 602	2, 670	2, 78
0, 99^	1, 414	1, 728	1, 972	2, 161		2, 431	2, 532	2, 616	2, 753	2, 855	2.946	3, 08

При этом вычисляют отношение:

При n=10 получаем z_т =2, 414 соответственно z при этом вычисляем как:

Z = = 1, 34

Поскольку z = 1, 34 < 2, 414, то, следовательно, значение во второй выборке 25, 8 не является промахом.

Так как промахи измерений отсутствуют, то за результат измерения принимают среднее арифметическое результатов наблюдений.

При симметричной доверительной погрешности результаты представляют в форме X_ср. ± Δ X, Р (Р– доверительная вероятность). Числовое значение результата измерения должно оканчиваться цифрой 1-го же разряда, что и значение погрешности.

Представляем результат измерения в виде X = ± (Δ x)_Σ, Р

В данном случае X = X_ср. ± Δ X = 24, 97 ± 1, 34 кПа, 0, 95. [7]

Результаты измерений и вычисления абсолютной погрешности представлены в таблице 3.5.:

Таблица 3.5. - Результаты абсолютной погрешности.

№ Показания, полученные в результате измерений. Показания образцового прибора Абсолютная погрешность

1. 24, 9 кПа 25, 00 кПа 0, 1 кПа

2. 25, 1 кПа 25, 1 кПа 0, 1 к Па

3. 25, 00 кПа 25, 00 кПа 0, 000 кПа

4. 25, 2 кПа 25, 00 кПа 0, 2 кПа

5. 24, 9 кПа 25, 00 кПа 0, 1 кПа

6. 25, 2 кПа 25, 00 кПа 0, 2 кПа

7. 25, 00 кПа 25, 00 кПа 0, 00 кПа

8. 25, 3 кПа 25, 00 кПа 0, 3 кПа

9. 25, 2 кПа 25, 00 кПа 0, 2 кПа

10. 25, 37 кПа 25, 00 кПа 0, 370 кПа

Δ X= X₀- X

1. 25, 00 кПа – 24, 9 кПа = 0, 1 кПа

2. 25, 00 кПа – 25, 1 кПа = 0, 1 кПа

3. 25, 00 кПа – 25, 00 кПа = 0, 00 кПа

4. 25, 00 кПа – 25, 2 кПа = 0, 2 кПа

5. 25, 00 кПа – 24, 9 кПа = 0, 1кПа

6. 25, 00 кПа – 25, 02 кПа = 0, 2 кПа

7. 25, 00 кПа - 25, 00 кПа = 0, 00 кПа

8. 25, 00 кПа – 25, 3кПа = 0, 3 кПа

9. 25, 00 кПа – 25, 2 кПа – 0, 2 кПа

10. 25, 00 кПа – 25, 370 кПа = 0, 370 кПа

При поверке было выявлено, что погрешность поверяемого прибора не превышает погрешности образцового прибора (1, 5% от измеряемой величины (см. Табл. 2.2), в данном случае 0, 375 кПа), из чего можно сделать вывод, что поверяемый прибор пригоден для использования.

Рекомендации по дальнейшему подтверждению пригодности ДМ-3583ФМ.

Согласно ГОСТ Р ISO 10012: 2003 «Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию» система менеджмента измерений охватывает управление установленными процессами измерений и метрологическим подтверждением пригодности измерительного оборудования (см. рисунок 2.2). Поверка средств измерений является первым этапом в процессе подтверждения пригодности. Далее следует проверка метрологических требований потребителя. Если данные требования существуют, то проверяется соответствует ли им оборудование. Результатом является документ, подтверждающий соответствие измерительного оборудования, а именно ДМ-3583ФМ. Следующим этапом является регулировка или ремонт. На выходе процесса образуется отчет о подтверждении пригодности измерительного оборудования, который представляется потребителю.

Выводы

В ходе проведенной работы можно сделать следующие выводы:

1. Изучено устройство дифманометра ДМ-3583М и основной принцип его работы;

2. Приведен пример поверки дифманометра ДМ-3583М по ГОСТ 8.243-77;

3. Приведен пример измерений дифманометром ДМ-3583М и метод их обработки;

4. Приведены рекомендации по дальнейшему подтверждению пригодности ДМ-3583ФМ.

Таким образом, проведена практическая работа с дифманометром, отвечающая требованиям ГОСТ и поставленным целям и задачам исследования.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе проведенной работы исследования семейства дифманометров были решены следующие задачи:

1. Изучена историческая ретроспектива семейства дифманометров и принцип их действия;

Дифманометр - прибор для измерения перепада давлений. Применяется для измерения уровня жидкостей в резервуарах под давлением или расхода жидкости, газа и пара с помощью диафрагм методом измерения перепада давления на сужающем устройстве. Называется также датчиком разности давлений. Свое происхождение ведет от обычных манометров.

Принцип действия дифманометра основан на использовании деформации сильфонного блока, воспринимающего измеряемый перепад давления и преобразующего его в угловое перемещение указателя или пера с помощью рычажного передающего механизма. Указатель или перо поворачивается до тех пор, пока сила, вызываемая перепадом давления, не уравновесится силами упругих деформаций двух сильфонов и винтовых противодействующих пружин блока и торсионной выводной трубки.

2. Изучены типы семейства дифманометров, проведено ознакомление с его структурой;

Согласно ГОСТ 18140-84 в зависимости от измеряемого параметра различают дифманометры: перепадомеры, расходомеры и уровнемеры. Помимо простого показывающего исполнения, дифманометры могут быть сигнализирующими и самопищущими.

Устройства же, обеспечивающие выходной сигнал (электрический, пневматический) пропорциональный измеряемому дифференциальному давлению, правильней называть не дифманометрами, а измерительными преобразователями разности давления

3. Проведено ознакомление с методикой поверки;

Поверка дифманометров производится рядом способов в зависимости от типа и предельного диапазона измерений: непосредственно визуальным осмотром, при помощи многократных измерений и специальных приборов, в зависимости от этого устанавливается класс точности дифманометра.

Класс точности— основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.

4. Произведена практическая работа с дифманометром;

Согласно принципу действия дифманометра и порядку выполнения снятия экспериментальных данных были получены результаты измерений. Были изучены такие методы поверки как: непосредственное сличение с эталоном; сличение с помощью компаратора; метод прямых измерений; метод косвенных измерений.

Далее была проведена поверка дифманометра ДМ-3583М методом непосредственного сличения с эталоном. Результатом поверки стала годность дифманометра в связи с тем, что погрешности, выдаваемые исследуемым дифманометром, не превышают допустимых. Согласно ГОСТ Р ISO 10012: 2003 «Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию» поверка измерительного оборудования является первым этапом процесса метрологического подтверждения пригодности. Следующим этапом является проверка метрологических требований потребителя, если они присутствуют, а затем проводиться регулировка и ремонт, если это необходимо.

Итак, задачи данной работы выполнены, а цели достигнуты.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Приборы для измерения и регулирования давления, перепада давления и разрежения.// Справочник- М., 2004. – 96 с.

2. Рего.К.Г. Метрологическая обработка результатов технических измерений/К.Г.Рего - Киев, 1987. – 15 с.

3. Иванова Т.А., Хансуваров К.И. Метрологическое обеспечение измерений малых абсолютных давлений/ Т.А. Иванова, К.И.Хансуваров //Москва; ВНИИКИ. – 1976 – 19 с.

4. ГОСТ Р ISO 9001-2008 Система менеджмента качества. Требования. – 2008 – 10 с.

5. ГОСТ Р ISO 10012-2003 Требования к процессу измерений и измерительному оборудованию – 2003 – 3 c.

6. ГОСТ 18140-84 Манометры дифференциальные ГСП. Общие технические условия. –М.: Изд-во стандартов, -2003.- 16с.

7. ГОСТ 8.401-80 Государственная система обеспечения единства измерений. Классы точности средств измерений. Общие требования. - М.: Изд-во стандартов, 1980. – 12 с.

8. ГОСТ 8.207-76 Прямые измерения с многократными наблюдениями. Методы обработки результатов наблюдений. – М.: Изд-во стандартов, 1976. – 10 с.

9. Трофимова Т.И. Курс физики/ Т.И. Трофимова – М.: Академия, 2006.— 560 с.

10. Димов, Ю.В. Метрология. Стандартизация. Сертификация/Ю.В. Димов. – С.- Петербург: Питер, 2010 – 464 с.

11. Мурашкина Т.И. Теория измерений/ Т.И. Мурашкина, – М: Высшая школа, 2007. – 151 с.

12. Рабинович С.Г. Погрешности измерений/ С.Г.Рабинович – Ленинград, 1978. – 134 с/

13. Хансуваров К.И. Точные приборы для измерения абсолютного давления: справочник/ К.И.Хансуваров– М.: Изд-во стандартов, 1971. – 57 с.

14. Хансуваров К.И. Техника измерения давления, расхода, количества и уровня жидкости газа и пара/ К.И. Хансуваров, В.Г.Цейтлин. – Москва, 1990. - 102 с.

15. Никифиров, А.Д. Управление качеством: учебное пособие для вузов/А.Д. Никифоров. – М.: Дрофа, 2004. – 720 с.

Интернет-ресурсы

16. Официальный сайт «ООО " Дифманометр и КО" » - http: //dm-3583.ru

17. Официальный сайт компании «Промприбор» http: //teplokip.narod2.ru

ГЛОССАРИЙ

1) Взаимная индукция - возникновение электродвижущей силы (ЭДС индукции) в одном проводнике вследствие изменения силы тока в другом проводнике или вследствие изменения взаимного расположения проводников.

2) Плунжер - вытеснитель цилиндрической формы, длина которого намного больше диаметра.

3) Сильфон - упругая однослойная или многослойная гофрированная оболочка из металлических, неметаллических и композиционных материалов, сохраняющая прочность и плотность при многоцикловых деформациях сжатия, растяжения, изгиба и их комбинаций под воздействием внутреннего или внешнего давления, температуры и механических нагружений.

4) Погрешность измерения - оценка отклонения измеренного значения величины от её истинного значения.

5) Метод непосредственного сличения -проведение одновременных измерений одной и той же физической величины поверяемым и эталонным приборами.

6) Компаратор - это операционный усилитель без обратной связи с большим коэффициентом усиления.

7) Метод прямых измерений - сличение испытуемого прибора с эталонным в определенных пределах измерений.

8) Метод косвенных измерений- применяется, когда действительные значения измеряемых величин невозможно определить прямыми измерениями либо когда косвенные измерения оказываются более точными, чем прямые.

9) Аэродинамическое сопротивление- сила, с которой газ (например, воздух) действует на движущееся в нём тело.

10) Трансформатор - это статическое электромагнитное устройство, имеющее две или более индуктивно связанные обмотки на каком-либо магнитопроводе и предназначенное для преобразования посредством электромагнитной индукции одной или нескольких систем (напряжений) переменного тока в одну или несколько других систем (напряжений), без изменения частоты.

⇐ Предыдущая 1 2 34