14. Обнаружение и исключение грубых погрешностей измерения.

Чтобы результат исключить, нужно установить критерий сравнения. Для исключения грубой погрешности мы используем вероятностный критерий. В этом случае задача легко решается статистическими методами.

Мы рассмотрим применение вероятностного критерия для нормального закона распределения погрешности. Методы статистической оценки в этом случае регламентируются ГОСТом: 11.002-…

Идея метода:

1. переходим от оценки погрешности к оценке новой переменной t, определяемой выражением:

2. для этой переменной рассчитываем границы допустимых значений (t_г);

3. определяем анамальность измерения по соотношению:

Поясняющий рисунок: Методика расчета:

1. по числу измерений N и уровню значимости q определяем граничные значения параметра t, то есть t_г;

2. рассчитываем значения параметра t для максимального и минимального значения х;

3. используем критерий: если t > t_г, то данные значения отбрасываем.

15. Метрологические характеристики средств измерений и их нормирование.

Средство измерений (СИ) – это техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические характеристики. Именно нормированние метрологических характеристик отличает средство измерения от других технических средств.

Для каждого вида средств измерений, исходя из их специфики и назначения, нормируют вполне определенный комплекс метрологических характеристик. В этот комплекс должны входить такие характеристики, которые позволяют определить погрешность данного средства измерения, в известных рабочих условиях его применения.

Согласно ГОСТу 8.009-… в данный набор метрологических характеристик входят:

1. Приделы измерений, пределы шкал;

2. Цена деления, при неравномерной шкале - минимальная цена деления (аналоговые СИ);

3. Выходной код, число разрядов кода; номинальная цена единицы наименьшего разряда (цифровые СИ);

4. Номинальная статическая характеристика преобразования;

5. Погрешность средства измерения;

6. Вариация показаний;

7. Полное входное сопротивление;

8. Полное выходное сопротивление;

9. Неинформативный параметр входного сигнала;

10. Динамические характеристики средства измерений;

11. Функции влияния;

12. Наибольшие допустимые изменения метрологических характеристик средств измерений в рабочих условиях применения.

Отсчетные устройства.

1. Аналоговый прибор.

Цена деления шкалы – это разность значений величин, соответствующих двум соседним отметкам шкалы.

Диапазон измерений – это область значений измеряемой величины, для которой нормируют погрешность средств измерений.

Диапазон показаний – это область значений шкалы, ограниченная наибольшим и наименьшим значениями измеряемой физической величины.

Диапазон измерений и диапазон показаний часто не совпадают.

2. Цифровой прибор.

Отсчетные устройства цифрового прибора характеризуются числом десятичных разрядов и ценой единицы младшего разряда. Цифровое отсчетное устройство эквивалентно равномерной шкале, из-за одинаковости приращения.

Параметры входных и выходных сигналов средств измерений.

Входной и выходной сигнал средства измерения характеризуется информативными и неинформативными параметрами.

Информативным параметром входного сигнала является сама измеряемая величина или величина функционально связанная с измеряемой.

Неинформативный параметр сигнала не связан функционально с измеряемой величиной, но влияет на метрологические характеристики средства измерения.

Пример:

Измеряем амплитуду синусоидального сигнала, амплитуда – информативный параметр, а частота – неинформативный параметр. При измерении частоты – все наоборот.

Влияющие величины.

Влияние влияющих величин определяется условиями проведения измерения. По условиям применения средств измерений различают нормальные и рабочие условия.

Нормальными называют условия, для которых нормируются основная погрешность средства измерения. При выходе за границу данного диапазона переходим на рабочие условия работы.

Рабочими называют условия, для которых нормируются дополнительная погрешность (дополнительная к основной).

Функции влияния.

Функции влияния определяют характер изменения метрологических характеристик. Изменения метрологических характеристик определяется влиянием влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала.

Функцией влияния называют зависимость изменения метрологических характеристик средств измерения в пределах рабочих условиях эксплуатации.

Функция влияния может нормироваться в виде формулы, таблицы или графика.

Характеристики преобразования средств измерений.

1. Статическая характеристика средства измерения. Она определяет зависимость значения информативного параметра выходного сигнала от постоянного информативного параметра входного сигнала. При наличии нелинейности ее необходимо сделать линейной. В аналоговых приборах для этого используют шкалы с соответствующей неравномерностью. В цифровых приборах для этого используют вычислительные средства, выполняющие необходимые преобразования цифрового кода.

2. Динамические характеристики средства измерения. Они определяют инерционные свойства средства измерения и представляют собой зависимость информационного параметра выходного сигнала от меняющихся во времени параметров входного сигнала.

Пример динамических характеристик:

1) Импульсная характеристика – это реакция преобразователя на δ – функцию;

2) Переходная характеристика – это реакция преобразователя на единичный ступенчатый сигнал.

Динамические свойства средств измерений характеризуются так же быстродействием, то есть скоростью и временем измерения.

Скорость измерения определяет максимальное число измерений в единицу времени, выполняемых с нормированной погрешностью.

Время измерений определяется временем с начала измерения до получения результата с нормированной погрешностью.