Исторические этапы развития метрологии

Подставляя полученное для В значение в выражение (3.18) и пренебрегая углом потерь, т. е. считая, что получим

 

Если противодействующий момент создается при помощи упругих  элементов, то для режима статического равновесия

откуда

    (3.19)где k — коэффициент, определяемый конструкцией измерительного механизма и выбором системы единиц.

Ферродинамические приборы  используются чаще всего как стационарные, относительно малоточные приборы (классов точности 1,5 и 2,5) для измерений в цепях переменного тока с частотой 1-0 Гц — 1,5 кГц. Однако надо отметить, что применение пермаллоя для сердечников и высокая культура технологии производства позволили создать переносные ферродинамические приборы высокой точности (класса 0,5), предназначенные для измерений в цепях переменного и постоянного тока.

Все же применение ферродинамических  приборов для измерений в цепях  постоянного тока следует считать  пока исключением, и поэтому в  дальнейшем будем рассматривать их работу только в цепях переменного тока.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

36.Порядок  обработки результатов прямых  измерений

ПОРЯДОК ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ  ИЗМЕРЕНИЙ С МНОГОКРАТНЫМИ НАБЛЮДЕНИЯМИ    (ГОСТ 8.207-76)

1.Произвести  наблюдения за изменением значения измеряемой величины в ходе проведения эксперимента.

2.В  качестве результатов измерений  принять среднее арифметическое  Х результатов наблюдений Х1, Х2,... Х_n, в которое предварительно введены поправки для исключения систематических погрешностей.

=

3.Вычислить  случайные отклонения результатов  наблюдений по формуле:                                                 

и занести результаты измерений в табл. 1

4. Оценить правильность  вычисления случайных отклонений, проверяя, близко ли к нулю их алгебраическая сумма.

5. Определить оценку  среднего квадратического отклонения  результатов наблюдений  

,

6. Так как распределение  измеряемой величины считается  нормальным, то анормальный результат исключает в соответствии с ГОСТ Т1. 002. Анормальный результат- результат наблюдения, резко отличающийся от групп результатов наблюдений, которые являются нормальными.

6.1. Для оценки принадлежности  Хmin и Xmax к данной нормальной  совокупности и принятия решения об исключении или оставлении Хmin(Xmax) в составе выборки найти отношение:

                            ;    .

2. Результаты Хmin и Xmax сравнить с величиной β, взятой из табл.2. Если Xmax ≥ β, то результат наблюдений анормален и должен быть исключен, в противном случае его считают нормальным и не исключает из группы измеренных величин. Аналогично производится оценка Хmin.

                                                                                                         Таблица 2

Значение β при уровне значимости α = 1-р и объеме выборки

 

 

3. Если имело место исключение анормального результата, то обработку необходимо провести с п. 2.
7. Найти оценку среднего квадратического отклонения результата измерений по формуле

                                          

8. Задать доверительные границы случайной погрешности результата измерений по формуле

                                                                         ,

где t – коэффициент  Стьюдента, который в зависимости  от доверительной вероятности P и  числа наблюдений n находят из табл. 3.         Таблица 3

Значения коэффициента Стьюдента

9. Определить абсолютную  погрешность средства измерений   для измеряемой величины

                         ,

где  γ – относительная  погрешность средства измерений, определяемая по его классу точности.

10.  Если  <0,8, то погрешностью средства измерения по сравнению со случайными погрешностями пренебрегают и принимают, что граница результата  D =δ.

  Если  >0,8 , то случайной погрешностью средства измерений пренебрегают и принимают, что граница погрешности результата  D =

 

11. Если указанные в  п. 10 неравенства не соблюдаются,  то границу погрешности результата  определить как:

                                                     ,

где

                              К= ;        S= .

12. Запись результата  производить по ГОСТ 8.011-72 при  систематической доверительной  погрешности результатов измерений    ± D, 
с вероятностью   Р(t).

Числовое значение результата измерений должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения погрешности   D. Число значащих цифр   при записи   D    должно быть не более двух.

 

37.Порядок  обработки результатов прямых  измерений

ПОРЯДОК ОБРАБОТКИ РЕЗУЛЬТАТОВ  ИЗМЕРЕНИЙ С МНОГОКРАТНЫМИ НАБЛЮДЕНИЯМИ    (ГОСТ 8.207-76)

1.Произвести наблюдения за изменением значения измеряемой величины в ходе проведения эксперимента.

2.В  качестве результатов измерений  принять среднее арифметическое  Х результатов наблюдений Х1, Х2,... Х_n, в которое предварительно введены поправки для исключения систематических погрешностей.

=

3.Вычислить  случайные отклонения результатов  наблюдений по формуле:                                                 

и занести результаты измерений в табл. 1

4. Оценить правильность  вычисления случайных отклонений, проверяя, близко ли к нулю  их алгебраическая сумма.

5. Определить оценку  среднего квадратического отклонения  результатов наблюдений  

,

6. Так как распределение  измеряемой величины считается нормальным, то анормальный результат исключает в соответствии с ГОСТ Т1. 002. Анормальный результат- результат наблюдения, резко отличающийся от групп результатов наблюдений, которые являются нормальными.

6.1. Для оценки принадлежности  Хmin и Xmax к данной нормальной совокупности и принятия решения об исключении или оставлении Хmin(Xmax) в составе выборки найти отношение:

                            ;    .

2. Результаты Хmin и Xmax сравнить с величиной β, взятой из табл.2. Если Xmax ≥ β, то результат наблюдений анормален и должен быть исключен, в противном случае его считают нормальным и не исключает из группы измеренных величин. Аналогично производится оценка Хmin.

                                                                                                         Таблица 2

Значение β при уровне значимости α = 1-р и объеме выборки

 

 

3. Если имело место исключение анормального результата, то обработку необходимо провести с п. 2.
9. Найти оценку среднего квадратического отклонения результата измерений по формуле

                                          

10. Задать доверительные границы случайной погрешности результата измерений по формуле

                                                                         ,

где t – коэффициент  Стьюдента, который в зависимости  от доверительной вероятности P и  числа наблюдений n находят из табл. 3.         Таблица 3

Значения коэффициента Стьюдента

9. Определить абсолютную погрешность средства измерений  для измеряемой величины

                         ,

где  γ – относительная  погрешность средства измерений, определяемая по его классу точности.

10.  Если  <0,8, то погрешностью средства измерения по сравнению со случайными погрешностями пренебрегают и принимают, что граница результата  D =δ.

  Если  >0,8 , то случайной погрешностью средства измерений пренебрегают и принимают, что граница погрешности результата  D =

 

11. Если указанные в  п. 10 неравенства не соблюдаются,  то границу погрешности результата  определить как:

                                                     ,

где

                              К= ;        S= .

12. Запись результата  производить по ГОСТ 8.011-72 при  систематической доверительной  погрешности результатов измерений    ± D, 
с вероятностью   Р(t).

Числовое значение результата измерений должно оканчиваться цифрой того же разряда, что и значения погрешности   D. Число значащих цифр   при записи   D    должно быть не более двух.

 

39.Характеристики  средств измерение в динамике.

Динамические характеристики средств измерения обусловлены наличием дополнительных погрешностей в следствии использования в измерения всякого рода накопительных элементов(емкость, индуктивность и др.), а также инерционностью подвижных частей и узлов. Наличие этих факторов описуется системой диф. Уравнений, связующее указанные факторы с выходной изменяемой и выходной величиной средств измерения.

Динамические погрешности, таким образом, представляют собой  разницу значений выходных  величин  реального и идеального (без накопительного элемента) средств измерения, когда на их вход подается одна и та же измеряемая величина. В отличие от реального средства измерения идеальное средство измерения осуществляет преобразование измеряемых величин без искажений.

Параметры средства измерения  в динамике.

1.Дифференциальное уравнение.

 

 

 

2.передаточная функция.

 

 

 

3.Переходная функция 

Характеризует реакцию  средства измерения на воздействии  единичной функции (определяет меру инерционности средства измерений)

 

 

 

 

4. весовая функция

Характеризует реакцию  средства измерения на входное воздействии в виде короткого импульса с единичной площадью

 

 

 

 

5.Операторная чувствительность

 

 

 

 

 

 

6.комплексная чувствительность.

 

 

комплексная чувствительность на практике оценивается по показанием приборов(вольтметр, амперметр, фазометр)

ВЫВОДЫ:То есть все существующее средства измерения по своим характеристикам , в зависимости от влияния изменение частоты измеряемого сигнала классифицируются на инерционные и безинерционные.

40.Структурные  схемы соединения измерительных  преобразователей

 Структурные схемы соединения измерительных преобразователей – определяется конкретными задачами в части получения точного и достоверного результата, а также выбранным методом получаем измерение информации. При выборе структурной схемы соединения измерительных преобразователей получаем:

1.Уменьшение результирующей  погрешности получение результата.

2.Возможной динамической  компенсации по закону аддетивной (мультипликативной) погрешности. 

3.Обеспечение требуемой  чувствительности

1.Последовательная схема  соединения

 

 

 

То есть общая погрешность  при таком соединении преобраз. Увеличивается  по мере увеличение их количества в  измерительной схеме 

 

 

 

 

Среднеквадратическая  погрешность определяется и выражения

 

 

 

 

2.Логометрическая схема  соединения

 

 

 

 

 

При этой схеме включения  частично или полностью компенсируется мультипликативная погрешность

3.Компенсационная схема  соединения

 

 

 

 

 

То есть относительная  погрешность (мультипликативная составляющая) уменьшается за счет использование  отрицательной обратной связи

 

 

 

Компенсационная схема позволяет скомпенсировать полностью аддитивную и частично мультипликативную погрешность, что является преимуществом этой схемы.

4.Диффиренциальная схема  соединение.

При этой схеме включения  измерительные сигналы подаются по двум измерительным каналам на общий сумматор.

 

 

 

 

 

Возможны два варианта реализации этой схемы

1.Предусматривает стабилизации  одной из двух величин

 

 

 

2.Предусматривает стабилизации  одной из двух величин

Общая чувствительность при втором варианте в два раза больше, чем при первом.

41.Структ  схемы соединения измер преобразоателей.

Структ схемы соед измер преобразоват опред конкретными  задачамипо получению точного и  достовергного  результата а также  выбранным методом получ измер  инф.При выборе Структ схемы соед измер преобразоват первоочередная задача сводится к:1)уменьшение погрешности результата;2)возможность динамической компенсации по знаку аддитивной(мультипликативной)погрешности;3)обеспечение требуемой чувствительности.