лек. Факторы, искажающие результаты измерений и методы их учета

• Название: Факторы, искажающие результаты измерений и методы их учета
• Дата: 28.05.2018
• Размер: 44.29 Kb.
• Имя файла: лек.docx
• Тип: Документы; #45124

Методы и точность радионавигационных измерений.
Факторы, искажающие результаты измерений и методы их учета..
Факторы, влияющие на результат измерений. Основной постулат метрологии. Погрешность измерений. Точность, сходимость и воспроизводимость измерений. Классы точности средств измерений (СИ). Факторы, влияющие на результаты измерений Категория: Метрология, сертификация и стандатизация В метрологической практике при проведении измерений необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на результаты измерения. Это — объект и субъект измерения, средство измерения и условия измерения. Объект измерения должен быть чист от посторонних включений, если измеряется плотность вещества, свободен от влияния внешних помех (природные процессы, индустриальные помехи и т. п.). Сам объект не должен обладать внутренними помехами (работа самого объекта измерения). Субъект измерения, т. е. оператор, привносит в результат «личностный» момент измерения, элемент субъективизма. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, психофизиологического состояния субъекта, от учета эргономических требований. Метод измерения. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет свои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит и том, чтобы соответствующими способами исключить или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не удастся выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят соответствующую поправку. Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор, например, внутренние шумы измерительных электронных усилителей. Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления. Условия измерения как влияющий фактор включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и т. п. Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам. Два фундаментальных понятия метрологии — понятие самой метрологии и понятие «измерение» были даны ранее. Приведем ряд других важнейших понятий метрологии. Мера — это средство измерения (СИ), предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера: гири, концевые меры длины, нормальные элементы (меры ЭДС). Для характеристики качества измерений устанавливают такие свойства измерений, как точность, сходимость и воспроизводимость измерений. Наиболее широко в практике измерений используется главное свойство — точность измерений. Точность измерений СИ определяется их погрешностью. Погрешность (D) — это разность между показаниями СИ (х) и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины D = х - Q Погрешность указывает границы неопределенности значения измеряемой физической величины. Она характеризует точность результатов измерений, проводимых данным средством. Погрешность не следует путать с ошибкой измерений, связанной с субъективными обстоятельствами. Погрешности измерений обычно приводятся в технической документации на СИ или в нормативных документах. Точность — свойство измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным. Систематическая погрешность — постоянная погрешность результата измерения, связанная, например, с ошибкой в градуировке шкалы. Случайная погрешность неизбежна и неустранима. Ее влияние может быть изменено обработкой результатов измерений способами, основанными на положениях теории вероятности и математической статистики. «Точность» и «погрешность» — понятия, во многом близкие друг другу. Правильность — свойство измерений, отражающее близость к нулю систематических погрешностей в их результатах. Результаты измерений правильны, когда они не искажены систематическими погрешностями. Сходимость — свойство измерений, отражающее близость друг другу результатов измерений, выполняемых в одинаковых условиях, одним и тем же СИ, одним и тем же оператором. Для методик выполнения измерений — это одна из важнейших характеристик. Воспроизводимость — свойство измерений, отражающее близость друг к другу результатов измерений, выполняемых в различных условиях — в различное время, в разных местах, разными методами и средствами измерений. В процедурах испытаний продукции воспроизводимость, как и сходимость, также является важнейшей характеристикой. Эталон единицы величины — средство измерения, предназначенное для воспроизведения и хранения единицы величины с целью передачи ее другим средствам измерений данной величины. Все приведенные выше понятия обобщает современное понятие — единство измерений, которое характеризует состояние измерений, когда их результаты выражены в узаконенных единицах, а погрешности известны с заданной вероятностью и не выходят за установленные пределы. Приведем еще два понятия, оговоренные Законом РФ «Об обеспечении единства измерений», необходимые для дальнейшего изложения основ метрологического обеспечения сертификации. Это понятия метрологической службы и поверки средства измерений. Метрологическая служба — совокупность субъектов деятельности и видов работ, направленных на обеспечение единства измерений, иначе говоря, организация, отдельное предприятие или отдельное структурное подразделение, на которое возложена ответственность за обеспечение единства измерений. Это могут быть государственная метрологическая служба, метрологические службы федеральных органов управления РФ и метрологические службы юридических лиц. Поверка средства измерений (не путать со словом «проверка») — совокупность операций, выполняемых органами государственной метрологической службы (другими уполномоченными на то органами или организациями) с целью определения и подтверждения соответствия СИ установленным техническим требованиям. 
Факторы, влияющие на результаты измерений

Вметрологической практике при проведении измерений необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на результаты измерения. Это - объект и субъект измерения, метод измерения, средство измерения и условия измерения.
Объект измерениядолжен быть чист от посторонних включений, если измеряется плотность вещества, свободен от влияния внешних помех (природные процессы, индустриальные помехи и т. п.). Сам объект не должен обладать внутренними помехами (работа самого объекта измерения).
Субъект измерения, т. е. оператор, привносит в результат «личностный» момент измерения, элемент субъективизма. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, психофизиологического состояния субъекта, от учета эргономических требований.
Метод измерения. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет свои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит в том, чтобы соответствующими способами исключить или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не удастся выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят соответствующую поправку.
Влияние СИ наизмеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор, например, внутренние шумы измерительных электронных усилителей.
Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления.
Условия измерениякак влияющий фактор включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и т. п.
Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.


Методы измерения определяются видом измеряемых величин, их размерами, требуемой точностью результата, требуемой быстротой процесса измерения и прочими данными.
Существует множество методов измерения, и по мере развития науки и техники число их все увеличивается.
По способу получения числового значения измеряемой величины все измерения разделены на три основных вида: прямые, косвенные и совокупные.
Прямыминазываются измерения, при которых искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных (например, измерение массы на циферблатных или равноплечных весах, температуры — термометром, длины — с помощью линейных мер).
Косвенныминазываются измерения, при которых искомое значение величины находят на основании известной зависимости между этой величиной и величинами, подвергаемыми прямым измерениям (например, плотности однородного тела по его массе и геометрическим размерам; определение электрического сопротивления по результатам измерения падения напряжения и силы тока).


Совокупныминазываются измерения, при которых одновременно измеряют несколько одноименных величин, а искомое значение величин находят решением системы уравнений, получаемых при прямых измерениях различных сочетаний этих величин (например, измерения, при которых массы отдельных гирь набора устанавливают по известной массе одной из них и по результатам прямых сравнений масс различных сочетаний гирь).
Ранее говорилось о том, что на практике наибольшее распространение получили прямые измерения ввиду их простоты и скорости исполнения. Дадим краткую характеристику прямым измерениям.
Прямые измерения величин можно производить следующими методами:
1) Метод непосредственной оценки— значение величины определяют непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора (измерение давления — пружинным манометром, массы — циферблатными весами, силы электрического тока — амперметром).
2) Метод сравнения с мерой — измеряемую величину сравнивают с величиной, воспроизводимой мерой (измерение массы рычажными весами с уравновешиванием гирями).
3) Дифференциальный метод— метод сравнения с мерой, при котором на измерительный прибор действует разность измеряемой величины и известной величины, воспроизводимой мерой (измерения, выполняемые при проверке мер длины сравнением с образцовой мерой на компараторе).

4) Нулевой метод— метод сравнения с мерой, когда результирующий эффект воздействия величин на прибор сравнения доводят до нуля (измерение электрического сопротивления мостом с полным его уравновешиванием).
5) Метод совпадений— метод сравнения с мерой, при котором разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой, измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов (измерение длины с помощью штангенциркуля с нониусом, когда наблюдают совпадение отметок на шкалах штангенциркуля и нониуса).
6) Метод замещения — метод сравнения с мерой, когда измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой (взвешивание с поочередным помещением измеряемой массы и гирь на одну и ту же чашку весов).

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=42020
Вметрологической практике при проведении измерений необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на результаты измерения. Это - объект и субъект измерения, метод измерения, средство измерения и условия измерения.

Объект измерениядолжен быть чист от посторонних включений, если измеряется плотность вещества, свободен от влияния внешних помех (природные процессы, индустриальные помехи и т. п.). Сам объект не должен обладать внутренними помехами (работа самого объекта измерения).

Субъект измерения, т. е. оператор, привносит в результат «личностный» момент измерения, элемент субъективизма. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, психофизиологического состояния субъекта, от учета эргономических требований.

Метод измерения. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет свои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит и том, чтобы соответствующими способами исключить или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не удастся выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят соответствующую поправку.

Влияние СИ наизмеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор, например, внутренние шумы измерительных электронных усилителей.

Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления.

Условия измерения как влияющий фактор включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и т. п.

Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.

измерение — это нахождение значения физичес­кой величины опытным путем с помощью специальных техни­ческих средств. В зависимости от степени приближения результата из­мерения к объективности различают истинное, действитель­ное и измеренное значения физической величины.
Истинное значение физической величины — это значение, идеально отражающее в качественном и количественном от­ношениях соответствующее свойство объекта. Из-за несо­вершенства средств и методов измерений истинные значе­ния величин практически получить нельзя. Их можно представить только теоретически.
Действительное значение физической величины — это значение, найденное экспериментальным путем и настоль­ко приближающееся к истинному, что для данной цели мо­жет быть использовано вместо него.
Измеренное значение физической величины — это значение, полученное при измерении с применением конкретных ме­тодов и средств измерений.
Погрешностью измерения называют отклонение результата измерения от истинного (идеального) значения измеряемой величины. Поскольку истинное значение величины неиз­вестно, то в метрологических работах вместо истинного зна­чения используют действительное, за которое принимают показание эталонов.
В метрологической практике при проведении измерений необходимо учитывать ряд факторов, влияющих на резуль­таты измерения. Это — объект и субъект измерения, метод, сред­ство и условия измерения.
Объект измерения должен быть чист от посторонних включений, если измеряется плотность вещества, свободен от влияния внешних помех (природные процессы, индуст­риальные помехи и т. п.). Сам объект не должен обладать внутренними помехами (работа самого объекта измерения). Субъект измерения, т. е. оператор, привносит в резуль­тат «личностный» момент измерения, элемент субъективиз­ма. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-ги­гиенических условий труда, психофизиологического состо­яния субъекта, от учета эргономических требований.
Метод измерения. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает раз­личные результаты, причем каждый из них имеет свои не­достатки и достоинства. Искусство оператора состоит и том, чтобы соответствующими способами исключить или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не уда­стся выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят соответствующую поправку.
Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор, например, внутрен­ние шумы измерительных электронных усилителей. Неправильные показания СИ могут быть результатом дефекта изготовления отдельных его частей.
Другим фактором является инерционность СИ, не успевающего отреагировать на изменение сигнала. При этом некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания.
Условия измерения как влияющий фактор включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное дав­ление, напряжение в сети и т. п.
Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Метрология И Радиоизмерения

Государственное образовательное учреждение... высшего профессионального образования... Владимирский государственный университет...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Факторы, влияющие на результаты измерений
Что Будем Делать С Полученным Материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:


Все темы данного раздела:

Поздняков, А. Д.

П47 Метрология и радиоизмерения: конспект лекций, часть 1 / А. Д. Поздняков; Владим. гос. ун-т.
Из истории развития метрологии в России

Потреб­ность в измерениях у людей возникла с возникновением орудий про­изводства и необходимостью знания количественной оцен­ки материальных объектов. При этом вырабатывались определен­ные представ
Объекты и ОБЛАСТИ ИЗМЕРЕНИЙ

Объектом измерений являются физические величины. Физической величиной называется одно из свойств физического объекта (явления, процесса), которое является общим в качественном отнош
Способы И МЕТОДЫ ИЗМЕРЕНИЙ

По способу получения результата различают: Прямое измерение - это измерение, при котором искомое значение величины находят непосредственно из опытных данных с учетом цены деления от
СРЕДСТВА измерительной техники

Средства измерительной техники — обобщающее понятие, охватывающее технические средства, специально предназначенные для измерений (средства измерений, измерительные преобразователи, измерител
Метрологические характеристики СИ

Метрологические характеристики (МХ) средств измерений — это характеристики, оказывающие влияние на ре­зультаты и погрешности измерений. Информация о назна­чении МХ приведена в до­кументации
Законодательные Основы ГСИ

Государственная система обеспечения единства измерений (ГСИ) — комплекс установленных стандартами взаимоувязанных правил, положений, требований и норм, определяющих организацию и методику проведени
Терминология и деятельность по ОЕИ

Детальная структура и основные положения ГСИ представлены в ГОСТ Р 8.000 – 2000. Термины ГСИ: Единство измерений: Состояние измерений, при котором их результаты выражены в узаконенн
Правовая подсистема

Правовая подсистема — комплекс взаимосвязанных законодательных и подзаконных актов (в том числе межотраслевых НД ГСИ), объединенных общей целевой направленностью и устанавливающих согласованные тре
Организационная подсистема

Организационную подсистему ГСИ составляют следующие метрологические службы и другие службы ОЕИ: - Государственная метрологическая служба; - иные государственные службы ОЕИ;
Основы метрологического обеспечения

Под метрологическим обеспечением понимается уста­новление и применение научных и организационных основ, технических средств, правил и норм, необходимых для дос­тижения единства и требуемой точности
Государственное управление деятельностью по ОЕИ

Федеральным органом государственной власти, осуще­ствляющим государственное управление деятельностью по обеспечению единства измерений в РФ, является Государ­ственный Комитет Российской Федерации п
Государственная метрологическая служба

Метрологическая служба (МС) — сеть организаций Госстандарта и других министерств и ведомств, ответственных за достижение и поддержание единства измерений в стране. Она возглавляется главным центром
Государственные службы по ОЭИ

К числу государственных служб, обеспечивающих единство измерений, кроме Государственной метрологической службы относятся также Государственная служба времени, частоты и определения параметров вр
Метрологическая экспертиза

Метрологическая экспертиза (МЭ) — анализ и оценивание оптимальности технических решений в части реализации метрологических требований, правил и норм, в первую очередь связанных с единством и точнос
Понятие о государственном метрологическом надзоре и контроле

Метрологический контроль и надзор — деятельность, осуществляемая органами государственного контроля и надзора (ГМС) или аккредитованной метрологической службой (МС) юридического лица с целью пров
Владимирский ЦСМ (ВЦСМ)

ВЦСМ выполняет функции Государственного надзора за стандартами, СИ, единицами физических величин, соблюдением метрологических правил и норм, а также испытанием и сертификацией продукции, работ и ус
Основы государственного контроля

Утверждение типа СИ — первая составляющая госу­дарственного метрологического контроля. Оно необходимо для постановки на производство и выпуск в обращение но­вых типов СИ или их ввоза из-за г
Передача размеров единиц физических величин

Единство измерений достигается путем точного воспро­изведения и хранения в специализированных организаци­ях установленных единиц физических величин и передачи их размеров применяемым на практике СИ
Калибровка средств измерений

Калибровка — совокупность операций, выполняемых с целью определения и подтверждения действительных зна­чений метрологических характеристик, и (или) пригодность к применению средства измерений, н
Метрологическая надежность СИ

Метрологической надежностью называют способность СИ сохранять установленное значение метрологических ха­рактеристик в течение заданного времени при определен­ных режимах и условиях эксплуатации.
Система сертификации средств измерений

В России сформирована Система сертификации средств измерений. Структура Системы включает: Центральный орган — Управление метрологии Госстандарта РФ, Коор­динационный совет, Апелляционный комитет, Н
Международные метрологические организации

Международное сотрудничество в области метрологии является важным фактором в решении таких крупных меж­дународных проблем, как торговля, научно-техническое со­трудничество, проблемы сырья, топлива
Графики нормального закона распределения плотности вероятности

Для нормального закона распределения вероятность того, что случайная составляющая погрешности измерения не выходит за пределы интервала: ±3s, составляет 0,9972; ±2,6s, составляет 0,99;
График равномерного закона распределения плотности вероятности

Для равномерного закона, симметричного относительно центра D = 0, расчет СКО s случайной погрешности выполняется с помощью известного из теории вероятностей выражения для дисперсии - случайн
Треугольный закон распределения плотности вероятности

Для этого закона вероятность то­го, что погрешность из­мерения D располагается в интервале (-Dr1, Dr1):
Законы распределения погрешностей с центром Dс

Для количественной оценки систематической составляющей погрешности измерений Dс и рассеяния слу
Гистограммы

Выборки хi i =(1,…n), полу­ченные в отдельных измерениях величины х при наличии случайных оши­бок, можно представить на диаграмме в виде столбцов. При построении все
Основные требования и критерии выбора

Перед проведением эксперимента необходимо ответить на вопросы: - Для чего измерять?С какой целью проводятся измерения, и в каком виде нужен результат (числовой, допусковый
УМЕНЬШЕНИЕ СИСТЕМАТИЧЕСКИХ ПОГРЕШНОСТЕЙ

С целью уменьшения систематических погрешностей возможно применение термостатирования, экранирования, виброзащиты и т.д. На этапе планирования и подготовки эксперимента принципиальным является выбо
ТРЕБОВАНИЯ К МВИ

Методика выполнения измерений (МВИ) - это НТД, в котором установлена совокупность операций и правил, выполнение которых обеспечивает получение необходимых результатов измерений. Общ
ПОДГОТОВКА К ИЗМЕРЕНИЯМ И ОПРОБОВАНИЕ СИ

При подготовке к измерениям оператор должен: 1. Ознакомиться с МВИ и последовательностью выполнения операций; проверить наличие необходимого комплекта СИ, вспомогательных устройств и матер
КОНТРОЛЬ УСЛОВИЙ ВЫПОЛНЕНИЯ ИЗМЕРЕНИЙ

Для правильной организации измерений необходимо подобрать: комплект СИ для контроля условий измерений; комплект технических устройств, обеспечивающих указанные в методиках условия измерений (услови
Представление результатов

Результаты, полученные в процессе измерений, подлежат обработке. Основные этапы: - запись результатов, представление данных; - учет и исключение, систематических погрешностей;
Учет и исключение систематических погрешностей

В процессе эксперимента для исключения или уменьшения систематических погрешностей могут использоваться специальные способы и приемы: - периодическая калибровка и установка нуля;
Оценка и представление случайных погрешностей

Прямое однократное измерение Результатом прямого однократного измерения физической величины YИЗМ = А является показание, снятое непосредственно с используемого сре
Оценка результата измерения

Предположим, что при выполнении п много­кратных наблюдений одной и той же величины xи постоянная системати­ческая погрешность Dс полностью исключена (равна нулю)
Доверительные границы случайной погрешности

Оценка измеряемой величины является случайной величиной и, следовательно, отличается от нее на некоторую погрешность. В связи с этим практический интерес представляет определение вероятности Р
Границы НСП

Всегда остаются неисключенные систематические пог­решности (НСП), определяемые с некоторой погрешностью. Обычно НСП при повторных изм
Зависимости коэффициента К при косвенных измерениях

0,5 0,75
Лекция 9: Эталоны и меры

Воспроизведение основной единицы осуществляется путем создания фиксированной по размеру физической ве­личины в соответствии с определением единицы. Оно вос­производится с помощью госу
Эталон единицы длины

В 1889 году метр был принят рав­ным расстоянию между двумя штрихами, нанесенными на метал­лическом стержне Х-образного поперечного сечения. Международный и национальные эталоны метра были изготовле
Эталон единицы массы

Первоначально было намечено за единицу массы принять массу одного кубического дециметра воды при температуре 4° С (при наибольшей плотности воды). Однако большие трудности воспро­изведения единицы
Эталон единицы времени

Ранее единицу времени определяли, исходя из солнечных суток. Так как продолжительность солнечных суток в течение года изменяется, то определили средние солнечные сут­ки. За единицу времени принимал
Эталон единицы силы электрического тока

В соответствии с постановлением IX Генеральной конференции по мерам и весам принято следующее определение ампера: «Ам­пер—сила не изменяющегося тока, который, проходя по двум па­раллельным прямолин
Эталон единицы температуры

Генеральная конференция по мерам и весам определила кельвин как единицу термодинамической температуры, равную 1/273,16 части термодинамической температуры тройной точки. Тройная точка воды — точка
Эталон силы света

Кандела — сила света в заданном направлении источника, ис­пускающего монохроматическое излучение частотой 540*1012 Гц, энергетическая сила света которого в этом направлении составля­ет 1
Эталоны дополнительных и производных единиц СИ

Из двух дополнительных единиц СИ (радиана и стерадиана) воспроизводится с помощью эталона единица плоского угла — радиан. Воспроизведение радиана осуществляется методом калибров­ки, исходя
Эталон затухания

Обычно в виде четырехполюсников (Т, Н, П, мостовая, Т с перекрытием и др. схемы). Эти схемы используются в измерительных приборах (ваттметры, вольтметры и др), в генераторах.
Лекция 10: Статические характеристики и схемы Измерительных приборов

Объекты измерения можно разделить на «активные» и «пассивные». Для «активного» объекта (то есть в случае, когда информация, которую предсто­ит получить об измеряемом объекте, активна) нужен эталон,
А — абсолютная; б — относительная

Для построения соответствующего графика относительной погреш­ности средств измерений d = 100D/xи = 100D/х необходимо учитывать следующее обстоятельство. При оценке о
Измерительные мосты

Мостовые методы используются для различных задач измерения сопротивления, емкости, индуктивности, добротности. На их основе строятся измерители температуры, перемещений, объема, скорости и др. устр
Принципы кодирования и аналого-цифрового преобразования

АЦП представляет аналоговый измерительный сигнал в виде кода. Кодирование производится по определенному правилу. В привычной для нас десятичной форме исчисления любое целое число может быть предста
Цифровых приборов

Аналого-цифровые преобразователи UN ® N Входные аналоговые сигналы АЦП преобразуют в цифровую форму, пригодную для обработки
Tпр.макс=(2N-1)/ fтакт.

Например, при N=10 и fтакт=1 МГц tпр.макс=1024 мкс, что обеспечивает максимальную частоту выборок порядка 1 кГц. Статическая погрешность преобразования оп
Параметры АЦП

При оценке метрологических характеристик АЦП используют параметры: число разрядов АЦП; время установления; время преобразования; нелинейность; дифференциальная нелинейность; амплитудно-частотная ха
Шумы АЦП

В идеале, повторяющиеся преобразования фиксированного постоянного входного сигнала должны давать один и тот же выходной код. Однако, вследствие неизбежного шума в схемах АЦП, существует некоторый д сновной постулат метрологии

Выше, при рассмотрении количественной характеристики измеряемых величин, было упомянуто уравнение измерения, в котором отражена процедура сравнения неизвестного размера 0_ с известным [£)] : ОЛШ = X. В качестве единицы измерения [0_ при измерении величин выступает соответствующая единица Международной системы единиц. Информация о ней заложена либо в градуированной характеристике СИ, либо в разметке шкалы отсчетного устройства, либо в значении вещественной меры. Указанное уравнение является математической моделью измерения по шкале отношений.
Теоретически отношение двух размеров должно быть вполне определенным, неслучайным числом. Но практически размеры сравниваются в условиях множества случайных и неслучайных обстоятельств, точный учет которых невозможен. Поэтому при многократном измерении одной и той же величины постоянного размера результат, называемый отсчетом по шкале отношений, получается все время разным. Это положение, установленное практикой, формулируется в виде аксиомы, являющейся основным постулатом метрологии: отпечет является случайным числом.
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.
Объект измерения должен быть всесторонне изучен. Так, при измерении плотности вещества должно быть гарантировано отсутствие инородных включений, при измерении диаметра вала нужно быть уверенным в том, что он круглый. В зависимости от характера объекта и цели измерения учитывают (или отвергают) необходимость корректировки измерений. Например, при измерении площадей сельскохозяйственных угодий пренебрегают кривизной земли, что нельзя делать при измерении поверхности океанов. При измерении периода обращения Земли вокруг Солнца можно заранее пренебречь его неравномерностью, а можно, наоборот, сделать ее объектом исследования.
Субъект, т.е. оператор, привносит в результат измерения элемент субъективизма, который по возможности должен быть сведен к минимуму. Он зависит от квалификации оператора, санитарно-гигиенических условий труда, его психофизиологического состояния, учета эргономических требований при взаимодействии оператора с СИ. Санитарно-гигиенические условия включают такие факторы, как освещение, уровень шума, чистота воздуха, микроклимат.
Как известно, освещение может быть естественным и искусственным. Наиболее благоприятным является естественное освещение, производительность труда при котором на 10% выше, чем при искусственном. Дневной свет должен быть рассеянным, без бликов. Искусственное освещение помещений должно быть люминесцентным, рассеянным.

Люди с нормальным зрением способны различать мелкие предметы лишь при освещенности не менее 50—70 лк. Максимальная острота зрения наступает при освещенности 600—1000 лк. В оптимальных условиях продолжительность ясного видения (с хорошей остротой) при непрерывной работе составляет 3 ч. Уровень шума в лабораториях не должен превышать 40—45 дБ.
Важное значение имеют собранность, настроение, режим труда эксперта. Наибольшая работоспособность отмечается в утренние и дневные часы — с 8 до 12 и с 14 до 17. В период с 12 до 14 ч и в вечерние часы работоспособность, как правило, снижается, а в ночную смену она минимальна.
Измерительные приборы размещают в поле зрения оператора в зоне, ограниченной углами ±30" от оси в горизонтальной и вертикальной плоскостях. Отсчетные устройства должны располагаться перпендикулярно линии зрения оператора. Оптимальное расстояние от шкалы до глаз оператора определяется высотой знака, подлежащего считыванию. По контрастности отметки шкал должны на порядок отличаться от фона.
По данным профессора М. Ф. Маликова, в зависимости от индивидуальных особенностей операторов, связанных с их реакцией, измерительными навыками и т.п., неточность глазомерного отсчета по шкалам измерительных приборов достигает ±0,1 деления шкалы.
Метод измерений — логическая последовательность операций, описанная в общем виде и используемая при выполнении измерений. Очень часто измерение одной и той же величины постоянного размера разными методами дает различные результаты, причем каждый из них имеет спои недостатки и достоинства. Искусство оператора состоит в том, чтобы соответствующими способами исключить, компенсировать или учесть факторы, искажающие результаты. Если измерение не удается выполнить так, чтобы исключить или компенсировать какой-либо фактор, влияющий на результат, то в последний в ряде случаев вносят поправку.
Поправки могут быть аддитивными (от лат. "additi-vus" — прибавляемый) и мультипликативными (от лат. "multiplico" — умножаю). Например, для расчета сопротивления измеряют значение электрического тока, протекающего через резистор, и падение напряжения на нем. При этом возможны два варианта включения вольтметра и амперметра и соответственно различные аддитивные поправки. В одном случае из показания амперметра нужно вычесть ток, протекающий через вольтметр, в другом — из показания вольтметра нужно вычесть падение напряжения на амперметре. Другой пример (по учету мультипликативной поправки): при измерении ЭДС вольтметром учитывают сопротивление источника питания путем умножения показания вольтметра на поправочный множитель, определяемый расчетным путем.
Влияние СИ на измеряемую величину во многих случаях проявляется как возмущающий фактор. Например, ртутный термометр, опущенный в пробирку с охлажденной жидкостью, подогревает ее и показывает не первоначальную температуру жидкости, а температуру, при которой устанавливается термодинамическое равновесие. Другим фактором является инерционность СИ. Некоторые СИ дают постоянно завышенные или постоянно заниженные показания, что может быть результатом дефекта изготовления, некоторой нелинейности преобразования. Эти особенности СИ выявляются при их метрологическом исследовании. По итогам устанавливается аддитивная или мультипликативная поправка в виде числа или функции, она может задаваться графиком, таблицей или формулой. Например, если вследствие дефекта изготовления стрелка на шкале удлинений разрывной машины в исходном положении устанавливается не на нуле, а на делении 5 мм, то все результаты будут иметь систематическую погрешность 5 мм, па которую нужно делать аддитивную поправку при подсчете.
Условия измерения как фактор, влияющий на результат, включают температуру окружающей среды, влажность, атмосферное давление, напряжение в сети и многое другое.
Рассмотрев факторы, влияющие на результаты измерений, можно сделать следующие выводы: при подготовке к измерениям они должны по возможности исключаться, в процессе измерения компенсироваться, а после измерения учитываться.
Учет указанных факторов предполагает исключение ошибок и внесение поправок к измеренным величинам.
Появление ошибок вызвано недостаточной надежностью системы, в которую входят оператор, объект измерения, СИ и окружающая среда. В данной системе могут происходить отказы аппаратуры, отвлечение внимания человека, описки в записях, сбои в аппаратуре, колебания напряжения в сети.
При однократном измерении ошибка может быть выявлена при сопоставлении результата с априорным представлением о нем или путем логического анализа. Измерения повторяют для устранения причины ошибки.
При многократном измерении одной и той же величины ошибки проявляются в том, что результаты отдельных измерений заметно отличаются от остальных. Если отличие велико, ошибочный результат необходимо отбросить. При этом руководствуются "правилом трех сигм": если при многократном измерении сомнительный результат отдельного измерения отличается от среднего больше чем на За (а — среднее квадратическое отклонение значения измеряемой величины от среднего значения), то с вероятностью 0,997 он является ошибочным и его следует отбросить.
Прежде чем обрабатывать ряд измерений, необходимо убедиться в том, что все они являются равноточными. Неравноточные измерения обрабатывают с целью получения результата только в том случае, когда невозможно получить ряд равноточных измерений.
Качество измерений является главным фактором производства, базирующегося на быстропротекающих процессах, автоматических процессах, на большом числе измеряемых величин. Нередко причиной брака продукции становятся неверно назначенные СИ (в первую очередь по точности). Бывает и так, что СИ вовсе не назначаются там, где это необходимо, из-за их отсутствия. Как показывает анализ, выполненный П. Ф. Ященко, если весь брак, причиной которого являются недостатки метрологической деятельности, принять за 100%, то брак продукции вследствие неправильно выбранных или совсем не назначенных СИ составит 48,5%; из-за неумелого применения СИ, отсутствия метрологически аттестованных методик измерения и низкой квалификации операторов — 46%; 5,5% обусловливается неисправностью СИ.