гидромеханика. 1 Динамические характеристики средств измерения. Динамические характеристики
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
28)Многократное измерение: алгоритм. 1) Определить точечный результаты измерений 2) Обнаружить и исключить ошибки. 3) Проверить гипотезу о нормальности распределения оставшихся результатов распределения. 4) Определить стандартное отклонение среднего арифметического 5) Определить доверительный интервал 6) Запись результатов измерений. 29) Нормирование относительной погрешности. Пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливаются по формуле: , 1 X K X d c X где - пределы допускаемой относительной основной погрешности, %; - пределы допускаемой абсолютной основной погрешности; K X - больший по модулю из пределов измерений; d c, - положительные числа, выбираемые из ряда. В обоснованных случаях пределы допускаемой относительной основной погрешности устанавливают по более сложной формуле или в виде графика либо таблицы. В стандартах или технических условиях на средства измерений должно быть установлено минимальное значение x, равное x 0 , начиная от которого применим принятый способ выражения пределов допускаемой относительной погрешности. Пределы допускаемых дополнительных погрешностей устанавливают: 1) в виде постоянного значения для всей рабочей области влияющей величины или в виде постоянных значений по интервалам рабочей области влияющей величины; 2) путем указания отношения предела допускаемой дополнительной погрешности, соответствующего регламентированному интервалу влияющей величины к этому интервалу; 3) путем указания зависимости предела допускаемой дополнительной погрешности от влияющей величины. 30) Задачи стандартизации. Задачи стандартизации: Обеспечение взаимопонимания между разработчиками, изготовителями, продавцами и потребителями (заказчиками) продукции и услуг. Установление оптимальных требований к номенклатуре и качеству продукций и услуг в интересах потребителей и государства, в том числе, обеспечивающих её безопасность жизни, здоровья и имущества. Установление требований по совместимости (конструктивной, электромагнитной и т.д.), а также взаимозаменяемости продукции. Согласование и увязка показателей и характеристик продукции, её элементов, комплектующих изделий, сырья и материалов. Унификация на основе установления и применения параметрических и типоразмерных рядов, базовых конструкций, конструктивно унифицированных блочно модульных и других изделий. Установление метрологических норм, правил, положений и требований. Нормативно-техническое обеспечение контроля 9испытаний анализа измерений), сертификации и оценки качества продукции. Установление требований к технологическим процессам, в том числе в целях снижения материалоёмкости, энергоёмкости и трудоёмкости, а также обеспечения применения малоотходных технологий. Создание и ведение систем классификации и кодирования технико-экономической информации. Нормативное обеспечение межгосударственных и государственных социально-экономических и научно-технических программ (проектов) и инфраструктурных комплексов (транспорт, связь, контроль среды обитания, безопасность населения). Создание системы каталогизации для обеспечения потребителей информацией о номенклатуре и основных показателях продукции. Содействие реализации законодательства РФ методами и средствами стандартизации. 31) Однократные измерения. Виды априорной информации. Необходимым условием проведения однократного измерения является наличие априорной информации. К априорной относятся: 1) информация о виде закона распределения вероятности показания и мере его рассеяния, которая извлекается из опыта предшествующих измерений; 2) информация о том, насколько значение измеряемой величины может отличаться от результата однократного измерения, которая может быть представлена классом точности прибора; 3) информация о значении аддитивной и мультипликативной поправки 9i. Если значение поправки не известно, то оно учитывается ситуационной моделью, согласно которой значение поправки может быть любым с одинаковой вероятностью в пределах от до 32) Определение доверительного интервала. Использование информации о виде закона распределения. Определить доверительный интервал. Если закон распределения вероятности результата измерений признан нормальным, то доверительный интервал для заданной доверительной вероятности Р определяется из распределения Стьюдента Е = t S, где t выбирается из соответствующих таблиц (таблица 1.1.2.8 [2] или таблица Д.1, при этом m = n – 1, а = Р). Если гипотеза о нормальности распределения отвергается, то t определяется из неравенства П. Л. Чебышева: Р 1 – 1/t 2 33) Классификация эталонов. Эталон - средство измерений (или комплекс средств измерений), предназначенное для воспроизведения и хранения единицы физической величины (кратных либо дольных значений единицы этой величины) с целью передачи ее размера другим средствам измерений данной физической величины. По своему метрологическому назначению эталоны делятся на первичные, специальные и вторичные. Первичный эталон обеспечивает воспроизведение и хранение единицы физической величины с наивысшей в стране (по сравнению с другими эталонами той же величины) точностью. Первичные эталоны - это уникальные средства измерений, которые представляют собой сложнейшие измерительные комплексы, созданные с учетом новейших достижений науки и техники. Первичные эталоны составляют основу государственной системы обеспечения единства измерений. Специальный эталон обеспечивает воспроизведение единицы физической величины в особых условиях, в которых прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью не осуществима и для этих условий заменяет первичный эталон. Вторичные эталоны являются частью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размеров, создаются и утверждаются в тех случаях, когда это необходимо для организации поверочных работ, а также для обеспечения сохранности и наименьшего износа государственного эталона. Вторичные эталоны по своему метрологическому назначению подразделяются на эталоны-копии, эталоны сравнения и эталоны-свидетели. Эталон-копия - предназначен для передачи размера единицы рабочим эталонам. Эталон-копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению, поэтому он всегда является его физической копией. Эталон сравнения - применяется для сличения эталонов, которые по тем или иным причинам не могут быть непосредственно сличаемы друг с другом. Эталон-свидетель - предназначен для проверки сохранности и неизменности государственного эталона и замены его в случае порчи или утраты. 34) Объекты измерений. Классификация физических величин. Основным объектом измерения в метрологии являются физические величины. Физическая величина (краткая форма термина — «величина») применяется для описания материальных систем и объектов (явлений, процессов и т.п.), изучаемых в любых науках (физике, химии и др.). Cуществуют основные и производные величины. Величины, которые приходиться измерять, можно разделить на 2 вида: —нефизические; —физические. Нефизические величины: мораль, красота, ум, … . Эти величины сравнивают между собой с помощью так называемых экспертных оценок. Они не имеют количественных свойств, хотя могут измеряться в баллах, выставляемых экспертами (специалистами, признанными в своем деле общественностью или другими специалистами). Физическая величина – свойство материальных объектов, общее в качественном отношении для множества объектов, но индивидуальное в количественном отношении для каждого из них. Например, масса – мера инертности (инертная масса) или мера гравитационного взаимодействия (гравитационная масса) любых материальных объектов, но не существует макроскопических материальных объектов с одинаковой массой. Физические величины обладают и качественными, и количественными свойствами. Например, масса как мера инертности (лучше говорить – инерционности) включает в себя качественное свойство материи – инерционность как способность тел сохранять значение импульса при отсутствии действия внешних сил и включает в себя количественное свойство – величину массы. (Система физических величин – совокупность физических величин связанных между собой зависимостью. Для удобства и однозначности условно считается, что в системе величин есть группа величин независимых друг от друга. Такие величины называются основными. Основная физическая величина – это физическая величина, входящая в систему и условно принятая в качестве независимой от других величин этой системы. Производная физическая величина – это физическая величина, входящая в систему и определяемая через основные величины. Например, основными физическими величинами механики являются: длинна, масса и время. Производными – скорость, сила и импульс. Каждая физическая величина в системе единиц имеет свою размерность – выражение, отражающее связь величины с основными величинами системы, в котором коэффициент пропорциональности принят равным единице. Размерность, по сути дела, является формализованным отражением качественного различия измеряемых величин. Размерность обозначается символом dim.) 35) Факторы, влияющие на результат измерения: объект измерений. Факторы, влияющие на результат измерения (влияющие факторы). При подготовке и проведении высокоточных измерений в метрологической практике учитывают влияние объекта измерения, субъекта (эксперта или экспериментатора), метода измерения, средства измерения, условий измерения. Условия измерения. Это температура окружающей среды, влажность, давление, электромагнитное и гравитационное поля, напряжение в сети, вибрация и т.д. Очевидно, что все эти факторы влияют на результат измерения, поскольку они приводят к изменениям параметров и размеров деталей и элементов СИ, приводят к возникновению различных помех (изменение сопротивления от температуры – ТКС, изменение линейных размеров от температуры). Неточность измерений, вызванная условиями измерений, называют погрешно-стью от изменения условий измерения. В процессе измерения неизвестный размер сравнивают с известным, который обычно принимают за единицу и выражают его через известный размер в дольном или кратном соотношении. Измерение - получение информации о размере физической или нефизической величины. При измерениях приходится иметь дело с различными физическими величинами: дискретными и непрерывными, случайными и неслучайными, постоянными и переменными, зависимыми и независимыми. Метод измерения (по ГОСТу 16263-70) - это совокупность приёмов использования принципов и средств измерений, при которых происходит процесс измерения. 1) По характеру зависимости измеряемой величины от времени измерения методы измерений подразделяются на: статические, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени; динамические, в процессе которых измеряемая величина изменяется и является непостоянной во времени. Статическими измерениями являются, например, измерения размеров тела, постоянного давления; динамическими - измерения пульсирующих давлений, вибраций. 2) По способу получения результатов измерений (виду уравнения измерений) методы измерений разделяютна прямые, косвенные, совокупные и совместные. При прямом измерении искомое значение величины находят непос-редственно из опытных данных, например, измерение угла угломером или измерение диаметра штангенциркулем. При косвенном измерении искомое значение величины определяют на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям, например, определение среднего диаметра резьбы с помощью трёх проволочек или угла с помощью синусной линейки. Совместными называют измерения, производимые одновременно (прямые или косвенные) двух или нескольких неодноимённых величин. Целью совместных измерений является нахождение функциональной зависимости между величинами, например, зависимости длины тела от температуры, зависимости электрического сопротивления проводника от давления и т.п. Совокупные - это такие измерения, в которых значения измеряемых величин находят по данным повторных измерений одной или нескольких одноименных величин при различных сочетаниях мер или этих величин. Результаты совокупных измерений находят путём решения системы уравнений, составляемых по результатам нескольких прямых измерений. 3) По условиям, определяющим точность результата измерения, методы делятся на три класса. Измерения максимально возможной точности, достижимой при существующем уровне техники. К ним относятся в первую очередь эталонные измерения, связанные с максимально возможной точностью воспроизведения установленных единиц физических величин, и, кроме того, измерения физических констант, прежде всего универсальных (например, абсолютного значения ускорения свободного падения и др.).К этому же классу относятся и некоторые специальные измерения, требующие высокой точности. Контрольно-поверочные измерения, погрешность которых с определенной вероятностью не должна превышать некоторое заданное значение. К ним относятся измерения, выполняемые лабораториями государствен-ного надзора за внедрением и соблюдением стандартов и состоянием измерительной техники и заводскими измерительными лабораториями с погрешностью заранее заданного значения. Технические измерения, в которых погрешность результата определяется характеристиками средств измерений. 36) Передача размеров единиц физических величин. Проверочные схемы Метрологическое качество и производительность работ по передаче средствам измерений размеров единиц величин во многом зависит от рационального выбора метода передачи. В метрологической практике повсеместно используются следующие методы передачи размеров единиц: 1. метод непосредственного сличения; 2. метод сличения с помощью компаратора (сравнивающего устройства); 3. метод прямых измерений; 4. метод косвенных измерений. Метод непосредственного сличения заключается в сличении показаний образцового и контролируемого средств измерений, проводимого без применения каких-либо сравнивающих или иных технических средств. Метод используется при градуировке, калибровке, поверке измерительных приборов и ряда мер (например, мер вместимости) низкой и средней точности. Это наиболее технически простой метод, не требующий высокой квалификации оператора. При определенных условиях метод позволяет с помощью одного образцового прибора определять метрологические характеристики значительного числа одновременно включенных однотипных контролируемых измерительных приборов. Например, при определении характеристик счетчиков электрической энергии методом непосредственного сличения число одновременно включенных приборов может составлять несколько сотен. Метод сличения с помощью компаратора состоит в сравнении входной величины контролируемого измерительного прибора или величины, воспроизводимой контролируемой мерой, с величиной, воспроизводимой образцовой мерой, с помощью сравнивающего устройства. Метод используется при градуировке, калибровке, поверке измерительных приборов, мер, измерительных преобразователей предельно высокой точности. Для исключения систематических погрешностей, возникающих при передаче размеров единиц, широко используются методы, рассмотренные в разделе 2.6.3., в частности, методы замещения, противопоставления, компенсации погрешности по знаку. При этом могут применяться различные устройства сравнения - нулевые, дифференциальные, термоэлектрические, интерференционные и ряд других, что делает этот метод наиболее технически и методически сложным и требует операторов высокой метрологической квалификации. Метод прямых измерений в свою очередь можно подразделить на следующие два метода: 1. прямое измерение контролируемым измерительным прибором величины, полученной с помощью образцового средства измерений (образцовой меры); 2. прямое измерение образцовым средством измерений (образцовым прибором) величины, воспроизводимой контролируемой мерой. Данный метод технически просто поддается автоматизации и является наиболее производительным методом передачи размеров единиц для мер и измерительных приборов. В последнее время метод получил широкое распространение благодаря появлению на рынке достаточно точных образцовых многозначных мер различных величин — калибраторов. Наличие простых в управлении переносных калибраторов позволяет осуществлять передачу размеров единиц техническим средствам измерении непосредственно на месте их установки. К методу прямых измерений можно отнести также независимую калибровку (поверку), проводимую без применения образцовых средств измерений и представляющую собой, по сути, совокупные измерения. Данный метод возник при разработке особо точных средств измерений, определение погрешности которых невозможно другими методами. Однако этот метод применим только к тем средствам измерений, принцип действия которых базируется на отношении одноименных параметров измерительной цепи (делители напряжения, потенциометры постоянного тока). Например, для делителей напряжения основной параметр — коэффициент деления - зависит не от конкретных значений электрического сопротивления плеч, а от отношения этих значений. Поэтому при определении погрешности коэффициента деления нет необходимости в передаче этому делителю размера единицы сопротивления, а достаточно определить соотношение сопротивлений плеч. В данном случае метод реализуется в последовательном выделении и сравнении между собой одноименных параметров измерительной цепи, имеющих равные номинальные значения. |