гидромеханика. 1 Динамические характеристики средств измерения. Динамические характеристики
 Скачать 1.39 Mb.
|
19) Многократные измерения. Проверка нормальности закона распределения. n i i n i i Q Q n Q Q n d 1 2 1 1 1 . Проверяют выполнение условия: max min d d d , где d min и d max – коэффициенты, зависящие от вероятности P 1 * , с которой принимают решение. Они определяются по соответствующим таблицам. Если условие max min d d d выполняется, то дополнительно проверяют «хвосты» теоретического и эмпирического распределения. При 10 Q ; при 20 ** =0.98. Несоблюдение хотя бы одного из этих условий достаточно для того, чтобы гипотеза о нормальности распределения была отвергнута. В противном случае гипотеза принимается с вероятностью 1 * * 1 * 1 P P P Решение принимается на основе априорной информации. При n<10 гипотеза о нормальности закона распределения вероятности результата измерения не проверяется. 20) Нормирование метрологических характеристик. Классы точности. Нормирование относительной погрешности Любое средство измерения имеет определённую погрешность, значение которой не должно превышать некоторого предельного значения. В противном случае средство измерения считают непригодным для применения. предел допускаемой погрешность – это наибольшая погрешность средств измерений, при котором оно может быть признано годным к применению. Класс точности – это обобщенная характеристика средств измерений, определяемая пределами, допускаемыми основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность, значения которых устанавливают стандартами на отдельные виды средств измерений. Нормирование абсолютной погрешности: Класс точности обозначается латинскими прописными буквами или римскими цифрами, которые непосредственно не отражают значения предельной допускаемой погрешности. Нормирование относительной погрешности: В этом случае обозначается числом в круге. Нормирование приведённой погрешности: обозначается просто числом. Если шкала неравномерная, то к обозначению класса точности добавляется «галка» после числа. В некоторых случаях, например для цифровых приборов, нормируют относительную погрешность, причём нормирование проводят таким образом, чтобы значение предела измерений зависело от значений измеряемой величины. В этом случае класс точности обозначают двумя числами (например, с \ d или 0.1 \ 0.2). В соответствии с ГОСТ установлен следующий ряд чисел классов точности: 1; 1,5: 2; 2,5; 4; 5; 6. Также допускается применение 1; 6; 3. Каждое число может быть умножено на 10 n 21) Государственный метрологический надзор. Государственный метрологический надзор (ГМН) - осуществляется федеральным органом исполнительной власти, осуществляющим функции по государственному метрологическому надзору, а также другими федеральными органами исполнительной власти, уполномоченными Президентом Российской Федерации или Правительством Российской Федерации на осуществление данного вида надзора в установленной сфере деятельности. Порядок осуществления государственного метрологического надзора, взаимодействия федеральных органов исполнительной власти, осуществляющих государственный метрологический надзор, а также распределение полномочий между ними устанавливается Президентом Российской Федерации или Правительством Российской Федерации в пределах их компетенции. При распределении полномочий между федеральными органами исполнительной власти, осуществляющими государственный метрологический надзор, не допускается одновременное возложение полномочий по проверке соблюдения одних и тех же требований у одного субъекта проверки на два и более федеральных органа исполнительной власти. В соответствии с Законом РФ "Об обеспечении единства измерений" от 26.06.2008 N 102-ФЗ ст. 3 сфера государственного регулирования обеспечения единства измерений распространяется на измерения, к которым в целях, предусмотренных частью 1 настоящей статьи, установлены обязательные требования и которые выполняются при: 1) осуществлении деятельности в области здравоохранения; 2) осуществлении ветеринарной деятельности; 3) осуществлении деятельности в области охраны окружающей среды; 4) осуществлении деятельности по обеспечению безопасности при чрезвычайных ситуациях; 5) выполнении работ по обеспечению безопасных условий и охраны труда; 6) осуществлении производственного контроля за соблюдением установленных законодательством Российской Федерации требований промышленной безопасности к эксплуатации опасного производственного объекта; 7) осуществлении торговли и товарообменных операций, выполнении работ по расфасовке товаров; 8) выполнении государственных учетных операций; 9) оказании услуг почтовой связи и учете объема оказанных услуг электросвязи операторами связи; 10) осуществлении деятельности в области обороны и безопасности государства; 11) осуществлении геодезической и картографической деятельности; 12) осуществлении деятельности в области гидрометеорологии; 13) проведении банковских, налоговых и таможенных операций; 14) выполнении работ по оценке соответствия промышленной продукции и продукции других видов, а также иных объектов установленным законодательством Российской Федерации обязательным требованиям; 15) проведении официальных спортивных соревнований, обеспечении подготовки спортсменов высокого класса; 16) выполнении поручений суда, органов прокуратуры, государственных органов исполнительной власти; 17) осуществлении мероприятий государственного контроля (надзора). 22) Обработка результатов серий измерений: алгоритм и специфика обработки. 2. Измерения с многократными наблюдениями. Обработку результатов в этом случае рекомендуется начать с проверки на отсутствие промахов (грубых погрешностей). Промах — это результат x п отдельного наблюдения, входящего в ряд из n наблюдений, который для данных условий измерений резко отличается от остальных результатов этого ряда. Если оператор в ходе измерения обнаруживает такой результат и достоверно находит его причину, он вправе его отбросить и провести (при необходимости) дополнительное наблюдение взамен отброшенного. При обработке уже имеющихся результатов наблюдений произвольно отбрасывать отдельные результаты нельзя, так как это может привести к фиктивному повышению точности результата измерения. Поэтому применяют следующую процедуру. Вычисляют среднее арифметическое x результатов наблюдений х i по формуле n 1 i i n / x x . (3.9) Затем вычисляют оценку СКО результата наблюдения как n 1 i 2 i 1 n / x x x S Находят отклонение v п предполагаемого промаха x п от x : v п = x п - x По числу всех наблюдений n (включая x п ) и принятому для измерения значению Р (обычно 0,95) по [4] или любому справочнику по теории вероятностей находят z(P,n) — нормированное выборочное отклонение нормального распределения. Если V п < z S(x), то наблюдение x п не является промахом; если V п z S(x), то x п — промах, подлежащий исключению. После исключения x п повторяют процедуру определения x и S(x) для оставшегося ряда результатов наблюдений и проверки на промах наибольшего из оставшегося ряда отклонений от нового значениям (вычисленного исходя из n - 1). За результат измерения принимают среднее арифметическое x [см. формулу (3.9)] результатов наблюдений х i . Погрешность x содержит случайную и систематическую составляющие. Случайную составляющую, характеризуемую СКО результата измерения, оценивают по формуле n 1 i 2 i 1 n n / x x n / x S x S В предположении принадлежности результатов наблюдений х i к нормальному распределению находят доверительные границы случайной погрешности результата измерения при доверительной вероятности Р по формуле (P) = t(P,n) S( x ) , (3.11) где t - коэффициент Стьюдента. Доверительные границы (Р) НСП результата измерения с многократными наблюдениями определяют точно так же, как и при измерении с однократным наблюдением — по формулам (3.3) или (3.4). Суммирование систематической и случайной составляющих погрешности результата измерения при вычислении (Р) рекомендуется осуществлять с использованием критериев и формул (3.6 – 3.8), в которых при этом S(x) заменяется на S( x ) = S(x)/ n 23) Общая классификация измерений. Понятие область измерений – совокупность измерений физических величин, свойственных какой-либо области науки или техники и выделяющихся своей спецификой. В соответствии с определением выделяют ряд областей измерений: механические измерения, магнитные, акустические, измерения ионизирующих излучений и др. Видом измерений названа часть области измерений, имеющая свои особенности и отличающаяся однородностью измеряемых величин. Как примеры видов измерений приведены измерения электрического сопротивления, электродвижущей силы, электрического напряжения, магнитной индукции, относящиеся к области электрических и магнитных измерений. Дополнительно выделеныподвиды измерений – часть вида измерений, выделяющаяся особенностями измерений однородной величины (по диапазону, по размеру величины и др.) и примеры подвидов (измерения больших длин, имеющих порядок десятков, сотен, тысяч километров или измерения сверхмалых длин — толщин пленок как подвиды измерений длины). Более широкая трактовка видов измерений (с использованием различных оснований классификации) позволяет отнести к ним также приведенные в том же документе, но не сформированные в классификационные группы измерения, характеризуемые следующими альтернативными парами терминов: — прямые и косвенные измерения, — совокупные и совместные измерения, — абсолютные и относительные измерения, — однократные и многократные измерения, — статические и динамические измерения, — равноточные и неравноточные измерения. Прямые и косвенные измерения различают в зависимости от способа получения результата измерений. Прямое измерение – измерение, при котором искомое значение физической величины получают непосредственно. Косвенное измерение – определение искомого значения физической величины на основании результатов прямых измерений других физических величин, функционально связанных с искомой величиной. Совокупные измерения – проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях этих величин в различных сочетаниях. Совместные измерения – проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними. Абсолютное измерение – измерение, основанное на прямых измерениях одной или нескольких основных величин и (или) использовании значений физических констант. Относительное измерение – измерение отношения величины к одноименной величине, играющей роль единицы, или измерение изменения величины по отношению к одноименной величине, принимаемой за исходную. Статическое измерение – измерение физической величины, принимаемой в соответствии с конкретной измерительной задачей за неизменную на протяжении времени измерения. Приведенные примеры (измерение длины детали при нормальной температуре и измерение размеров земельного участка) скорее запутывают, чем проясняют ситуацию. Динамическое измерение – измерение изменяющейся по размеру физической величины. Равноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных одинаковыми по точности средствами измерений в одних и тех же условиях с одинаковой тщательностью. Неравноточные измерения – ряд измерений какой-либо величины, выполненных различающимися по точности средствами измерений и (или) в разных условиях. 24) Измерение напряжения и силы тока: выбор методов и средств. БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла БлаБла 25)Обработка результатов серий измерений: использование средневзвешенных оценок. При обработке неравно рассеянных серий с незначимо различающимися средними арифметическими особенно ценные измерения учитываются с большей точностью. Последовательность обработки данных следующая: определяют среднее арифметическое в каждой серии j Q (j – число серий); определяют СКО среднего в каждой серии S j ; определяют стандартное отклонение среднего взвешенного: n j j S S 1 2 1 1 , где n – число серий (n=1..j). определяют среднее взвешенное: n i j j Q S S Q 1 2 2 ; задаются доверительной вероятностью P; определяют n 0 по таблицам t и рассчитывают доверительный интервал, как S t E ; записывают результат измерения E Q Q E Q При обработке неравнорассеянных серий со значимым различием средних арифметических результаты измерений в каждой серии обрабатывают отдельно. При этом обработку проводят по правилам обработки результата многократного измерения 26) Однократное измерение. Использование информации о законе распределения вероятности результатов измерений. Необходимым условием проведения однократного измерения служит наличие априорной информации. К ней относится, например, информация о виде закона распределения вероятности показания и мере ее рассеяния, которая извлекается из опыта предшествующих измерений. Без априорной информации выполнение однократного измерения бессмысленно. Предварительно проводится тщательный анализ априорной информации. В ходе этого анализа уясняется физическая сущность изучаемого явления, уточняется его модель, определяются влияющие факторы. 27) Калибровка средств измерений. Калибровка средств измерений — это совокупность операций, выполняемых в целях определения действительных значений метрологических характеристик средств измерений. Калибровку средств измерения выполняют калибровочные лаборатории или в соответствии с принятой в России терминологией «метрологические службы юридических лиц» с использованием эталонов, соподчиненных с государственными эталонами единиц величин. Калибровка средств измерений введена Законом РФ «Об обеспечении единства измерений» (далее по тексту - «Закон»); этот термин обозначает «совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных значений метрологических характеристик и (или) пригодности к применению средства измерений, не подлежащего государственному метрологическому контролю и надзору» |