30. Научный и промышленный эксперименты. Их виды.

Эксперимент – метод познания, при помощи которого в контролируемых и управляемых условиях исследуется явления действительности. измерение – это совокупность преимущественно экспериментальных операций сопоставления(сравнения) измеряемой физической величины с ее единицей при помощи технического средства, с целью получения количественного значения измеряемой величины.

научный и промышленный эксперименты. Эти виды экспериментов имеют несколько отличий, приведенных в таблице:

Признак отличия	Промышленный эксперимент	Научный эксперимент
Место проведения	Производство, предприятие, завод	Лаборатория
Точность результатов	Менее точные	Более точные
Объект измерения	Параметр технологического процесса	Новый, не изученный, физический объект или явление
Цель проведения	Контроль технологического процесса	Подтверждение научной теории
Методики измерения	Стандартизованные и недолговременные	Новые, специально разработанные долговременные и статистические
Планирование экспериментов	По методу наименьших квадратов. Принимается во внимание стоимость проведения экспериментов	По методу наименьших квадратов. Принимается во внимание только точностные характеристики

30. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий.

В общем виде картина измерительного процесса представлена на рисунке:

Общее уравнение измерений: , где X – оценка параметров объекта, О – параметры объекта, Y – помехи, J – результат измерения с помощью СИ с характеристиками – V

Отметим, что планирование целесообразно лишь в тех случаях, когда экспериментатор четко представляет конечную цель проводимого исследования. К этому следует также добавить, что статистические методы планирования являются инструментом, который облегчает достижение поставленной цели. К настоящему времени можно выделить два направления в математической теории планирова­ния экспериментов: планирование экстремальных экспе­риментов и планирование экспериментов по выяснению механизма явлений. Планирование первого типа применяется в тех слу­чаях, когда экспериментатора интересуют условия, при которых изучаемый процесс удовлетворяет некоторому критерию оптимальности. Например, требуется найти температуру, при которой взаимно обратная реакция не протекает. Планирование второго типа применяется, когда экспериментатору необходимо выяснить по­ведение исследуемого объекта в целом или выяснить механизм явле­ния. Например, зависимость выхода какого-либо продукта от процентного содержания реагентов, которая соответствует этому взаимодействию и которая может непосредственно изме­ряться в данном эксперименте.

30. Постановка задачи о выборе оптимального плана.

При активном планировании эксперимента статистический материал, необходимый для получения оценок неизвестных коэффициентов, набирается по определенной программе исследований. Программа исследований задается экспериментальным планом, удовлетворяющим некоторому критерию оптимальности. Для этого необходимо задаться уравнением регрессии, пространством планирования и критерием оптимальности.

Понятие о плане эксперимента.

Экспериментальные планы делятся на точные и непрерывные. Точные оптимальные планы — это планы, оптимальные при заданном числе наблюдений N. Задача отыскания точного опти­мального плана сводится к нахождению такого расположения N точек Х_i (i = 1, 2,...,N) в пространстве планирования, при кото­ром выполняется соответствующий критерий оптимальности.

План называется D-оптимальным, если он минимизирует значение определителя соответствующей ему ковариационной матрицы.

Экспериментальный план желательно выбрать так, чтобы он обеспечивал минимальную чувствительность решения (4.13) к случайным возмущениям.

Задачи и компоненты автоматизации измерений и контроля.

В настоящее время по количеству измерений преобладают автоматизированные измерения. АИИС применяются для измерения различных величин, выдаче результатов измерения в конечном, удобном для анализа, виде. Системы автоматизации измерений и контроля, в добавок к функциям АИИС, обрабатывают результаты измерений, сравнивая их с допускаемыми установками, и вырабатывают управляющие сигналы для изменения параметров объекта измерений.

Техническое обеспечение автоматизации измерений и его базовые элементы.

В общем виде АИИС и АСУ ТП состоят из следующих компонентов: первичный преобразователь(2), вторичный преобразователь(3), ЭВМ (4), генератор управляющих сигналов (5), исполнительный механизм (6), воздействующий на объект измерений (1).

1

2

3

4

6

5

А

ИВК

ИИС имеет иерархическую структуру на первом уровне стоят первичные преобразователи, на втором и последующих УСПД, на высшем уровне находится информационно вычислительный комплекс(ИВК) на базе сервера ЭВМ.

…

УСПД

ПП

30. Программное обеспечение автоматизации измерений.

ИВК работает по определенному алгоритму, программе. Программное обеспечение должно удовлетворять нескольким требованиям: быть защищенным от изменения кода программы(от «взлома») и иметь возможность идентификации установленного ПО, не вносить погрешностей в результат измерений больше, чем заявленные в описании ,обеспечивать хранение измерительной информации в течение долгого времени, иметь возможность санкционированного конфигурирования.

30. Нормируемые метрологические характеристики автоматизированных средств измерений.

Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений (без введения поправки):

- Вид выходного кода, число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода.

Характеристики систематической составляющей погрешности средств измерений:

- Значение систематической составляющей

Характеристики случайной составляющей погрешности средств измерений:

-среднее квадратическое отклонение случайной составляющей погрешности или

- Характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам:

- изменения значений MX средств измерений, вызванные изменениями влияющих величин в установленных пределах.

Полная динамические характеристика :

-переходная характеристика

-передаточная функция.

Частные динамические характеристики:

-время реакции;

-коэффициент демпфирования;

-постоянная времени;

Частные динамические характеристики аналого-цифровых преобразователей (АЦП), цифровых измерительных приборов (ЦИП),а также цифро-аналоговых преобразователей (ЦАП):

-время реакции;

-погрешность датирования отсчета;