гидромеханика. 1 Динамические характеристики средств измерения. Динамические характеристики
 Скачать 1.39 Mb.
|
|
Метод косвенных измерений. При реализации этого метода значение величины на выходе контролируемой меры или на входе контролируемого измерительного прибора определяется косвенно, путем прямых измерений других величин, связанных с искомой величиной известной зависимостью. Из всех рассмотренных методов метод косвенных измерений является наименее производительным. Для обеспечения достоверности передачи размеров единиц этим методом приходится предъявлять повышенные требования к образцовым средствам измерений и вспомогательному оборудованию, жестко фиксировать условия проведения измерений. Метод косвенных измерений применяется в тех случаях, когда другие методы передачи размеров единиц не могут быть реализованы или когда косвенные измерения более точны или более просты по сравнению с прямыми измерениями. 37) Инструментальные и органолептические измерения. Достоинства и недостатки. В зависимости от измерительных средств, используемых в процессе измерения, различают инструментальный, экспертный, эвристический и органолептический методы измерений. Инструментальный метод основан на использовании специальных технических средств, в том числе автоматизированных и автоматических. Достоинства: 1) объективность оценки; 2) выражение результатов в общепринятых единицах измерения; 3) сопоставимость и воспроизводимость результатов. Недостатки: 1) высокие затраты на проведение испытаний, для которых требуются оборудованные испытательные лаборатории, лабораторное и вспомогательное оборудование, порой очень дорогостоящее 2) высококвалифицированный персонал. Органолептический метод основывается на анализе восприятия органов чувств: зрения, слуха, обоняния, осязания и вкуса. При этом органы чувств человека служат приемниками соответствующих ощущений, а показатели определяются путем анализа этих ощущений на основании имеющегося опыта и выражаются в баллах. Точность и достоверность этих показателей зависит от способностей, квалификации и навыков лиц, их определяющих, но метод не исключает возможности использования некоторых технических средств. С помощью органолептического метода определяются показатели качества пищевых продуктов, эстетические показатели, некоторые эргономические показатели. Разновидностью органолептического метода являются сенсорный, дегустационный и др. методы. Сенсорный анализ применяется для оценки качества продуктов питания. В результате сенсорного анализа определяют цвет, вкус, запах, консистенцию пищевых продуктов. 38) Интегральные оценки результатов измерения. 2. Интервальные оценки. Точечные оценки Q и S характеризуют результат измерения, при этом, однако, оценка по данным точечным характеристикам результата измерения не является наглядной и не дает непосредственной информации о том, чему же равно значение измеряемой величины. Смысл оценки результата измерения с помощью интервалов заключается в нахождении интервалов, называемых доверительными, между границами которых с определенной вероятностью (доверительной вероятностью) находится значение измеряемой величины. Пусть α означает вероятность того, что значение результата измерения не отличается от значения величины больше, чем не E, что можно записать в виде: E Q Q E Q P Тогда α – доверительная вероятность, а интервал значений от E Q до E Q – доверительный интервал. Очевидно, что доверительный интервал и доверительная вероятность связаны между собой чем больше α, тем больше должен быть Е. Таким образом, для оценки результата необходимо иметь два значения: доверительный интервал – оценка точности и доверительная вероятность – оценка надежности результата измерения. На практике обычно задаются определенной степенью надежности (доверительной вероятностью) и рассчитывают доверительный интервал. В машино- и приборостроении обычно задают α=90..95%. Для ответственных изделий может иметь место α=0,99% или даже α=0,999%. Значение Е определяется на основании точечных оценок. Если закон распределения результата измерения нормальный, то Е можно определить по табулированной функции: dt е Х Х t 0 2 2 2 где x=E/S. Так, например, доверительный интервал ±S соответствует доверительной вероятности α=0,683. Вероятности α=0,954–Е=±2S, а вероятности α=0,997–Е=3S. 39) Аналоговые электромеханические приборы для измерений силы тока и напряжения. Электродинамические измерительные механизмы. Эти механизмы работают на принципе взаимодействия магнитных потоков двух катушек, по которым протекают токи. Измерительный механизм состоит из двух катушек подвижной и неподвижной (круглой или прямоугольной формы), соединенных последовательно. Внутри неподвижной катушки находится подвижная бескаркасная катушка (рамка). К достоинствам электродинамических механизмов относят высокую точность и возможность использования их как в цепях постоянного тока, так и в цепях переменного тока, к недостаткам малую чувствительность, влияние внешних магнитных полей на показания прибора (слабое собственное магнитное поле), большую собственную потребляемую мощность, ограниченный частотный диапазон ( до 1,5 кГц). 40) Методы измерений. Метод непосредственной оценки: сущность, достоинства и недостатки. Метод непосредственной оценки — метод измерений, при котором значение величины определяют непосредственно по показывающему средству измерений При использовании метода непосредственной оценки значение измеряемой физической величины определяют непосредственно по отсчетному устройству прибора прямого действия. Суть метода непосредственной оценки, как любого метода измерения состоит в сравнении измеряемой величины с мерой, принятой за единицу, но в этом случае мера "заложена" в измерительный прибор опосредованно. Прибор осуществляет преобразование входного сигнала измерительной информации, соответствующего всей измеряемой величине, после чего и происходит оценка ее значения. Формальное выражение для описания метода непосредственной оценки может быть представлено в следующей форме: Q = х, где Q – измеряемая величина, х – показания средства измерения 41) Метрологические характеристики средств измерений. Характеристики чувствительности к влияющим факторам. Характеристики чувствительности средств измерений, влияющие факторы: I I Функция влияния – это зависимость изменения метрологических характеристик средств измерения от изменения влияющего фактора или от изменения совокупности влияющих факторов. Характеристики чувствительности СИ к влияющим факторам: функция влияния – зависимость изменения метрологических характеристик СИ от изменения влияющего фактора или от изменения совокупности влияющих факторов. 42) Воспроизведение единиц физических величин и передача их размеров. Воспроизведение единицы физической величины - совокупность операций по материализации единицы физической величины с наивысшей в стране точностью с помощью государственного эталона или исходного образцового средства измерений. 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: метод непосредственного сличения; метод сличения с помощью компаратора (сравнивающего устройства); метод прямых измерений; 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: прямое измерение контролируемым измерительным прибором величины, полученной с помощью образцового средства измерений (образцовой меры); 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. Метод косвенных измерений. При реализации этого метода значение величины на выходе контролируемой меры или на входе контролируемого измерительного прибора определяется косвенно, путем прямых измерений других величин, связанных с искомой величиной известной зависимостью. Из всех рассмотренных методов метод косвенных измерений является наименее производительным. Для обеспечения достоверности передачи размеров единиц этим методом приходится предъявлять повышенные требования к образцовым средствам измерений и вспомогательному оборудованию, жестко фиксировать условия проведения измерений. Метод косвенных измерений применяется в тех случаях, когда другие методы передачи размеров единиц не могут быть реализованы или когда косвенные измерения более точны или более просты по сравнению с прямыми измерениями. 43) Роль априорной информации при однократном измерении. Необходимо отметить, что до выполнения измерения уже нужно иметь определенную информацию об измеряемой величине. Прежде всего, необходимо знать размерность величины, иначе неясно, с чем сравнивать при измерении с метром, секундой или рублем? Необходимо иметь хотя бы ориентировочное представление о диапазоне, в котором лежит значение величины (температуру в печи нельзя измерять уличным или медицинским термометром). Необходимо проанализировать объект измерения (внутренний диаметр шара нельзя измерить линейкой). При постановке любой измерительной задачи важно установить (исключить, скомпенсировать или учесть) влияющие факторы и т.п. Информация, которой располагают до выполнения измерения называется априорной. 44) Системы физических величин и их единиц: основные определения. Система физических величин – это совокупность физических величин, связанных между собой зависимостью. Для удобства и однозначности условно считается, что в системе величин есть группы величин, не зависимых друг от друга. 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. Каждая физическая величина в системе единиц имеет свою размерность. Размерность – это выражение, отражающее связь величины с основными величинами системы, в котором коэффициент пропорциональности принят как единица. Для определения размерности производственных величин руководствуются следующими правилами: Размерности правой и левой частей уравнения не могут не совпадать, т.к. сравнивать можно только одинаковые свойства. Алгебра размерности мультипликативная, т.е. состоит из умножения, деления и возведения в степень. 3 следствия из правил: Размерность произведения нескольких величин равна произведению размерности этих величин. Размерность частного определения одной величины на другую равна отношению их размерности. Размерность любой величины, возведённой в некоторую степень равна её размерности, возведённой в ту же степень. Аналогично системе физических величин формируется система единиц. Система единиц – это совокупность основных и производных единиц, относящихся к некоторой системе величин, и образованная в соответствии с принятыми принципами. Основная единица – это единица основной физической величины, выбранная произвольно при построении системы единиц. Производная единица – это единица производной физической величины, образуемая по определяющему эту единицу уравнению из других единиц данной системы. Кратная единица – это единица, составляющая целое число основных или производные единиц. Дольная единица – это единица, в целое число раз меньше основной или производной единицы. 45)Объекты государственного метрологического надзора. Объектами государственного метрологического надзора являются: 1) эталоны единиц величин; 2) средства измерений; 3) методики выполнения измерений; 4) деятельность физических и юридических лиц по обеспечению единства измерений; 5) количество фасованных товаров при их расфасовке, продаже и импорте. Примечание 6) количество товаров, отчуждаемых при совершении торговых операций. Объекты метрологического контроля и надзора Объектами метрологического контроля и надзора являются: состояние и применение средств измерений, как подлежащих утверждению типа и последующей поверке, так и не подлежащих поверке (калибруемых); состояние методик выполнения измерений, подлежащих обязательной аттестации и не подлежащих обязательной аттестации; результаты измерений; соблюдение метрологических правил и норм, устанавливаемых нормативной документацией; своевременность представления средств измерений на испытания в целях утверждения типа средств измерений, а также на поверку и калибровку 46) Основные понятия метрологии: метрология, измерения, единство измерений, точность измерений. Значение метрологии для научно-технического прогресса Основные задачи: Подведение теоретического фундамента для изучения дисциплин o Освоение методов получения достоверной измерительной информации и правильного её использования. o Ознакомление с методами и средствами обеспечения единства измерения и основными формами метрологической деятельности. o Ознакомление с основами стандартизации. o Ознакомление с основами современной измерительной техники с акцентированием внимания на измерении характеристик электрических сигналов и параметров электрических цепей, электрических измерений не электрических величин, а также измерений геометрических размеров и параметров при производстве электронных вычислительных и радиоэлектронных средств. Метрология – это наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства, а также способов достижения требуемой точности. Существуют 3 раздела метрологии: o Теоретический: разрабатываются фундаментальные основы o Законодательный: установление обязательных требований. И бла бла бла.. не успел… o Прикладной: Измерение – это процесс приёма и преобразования информации об измеряемой величине для получения количественного результата её сравнения с единицами измерения в форме, наиболее удобной для использования. Точность измерения – это степень близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины. Погрешность измерения – это разность между результатом измерения и истинным значением измеряемой величины. Результат измерения – это величина, относительная или выраженная в процентах, которая указывает вероятность того, что истинное значение лежит в пределах полученного результата. Единство измерения – это такое состояние измерений, при котором их результаты выражены в указанных единицах и погрешность измерений известна с заданной точностью. |