9. Виды, методы, методики измерений.

Виды измерений опр-ся способом получения числового значения измеряемой величины, характером объекта, условиями измерения, режимом работы ср-ва измерения и требуемой точностью.

По способу получения числового значения: Прямые (искомое значение находят непосредственно из опытных данных), косвенные (искомое значение величины вычисляется по ре-м прямых измерений других величин), совместные (одновременное измерение нескольких неодноименных величин), совокупные (проводимые одновременно измерения нескольких одноимённых величин).

По хар-ру объекта, условиям измерения: однократные и многократные.

По режиму работы: статические (вых. сигнал остается неизменным в течение заданного времени (стрелка прибора) и динамические (допускается изменение вых. сигнала).

По точности: с приближенным и точным оцениванием.

Метод измерения – прием или совокупность приемов сравнения с мерой.

Методика измерений – установленная сов-сть операций и правил, выполнение которых обеспечит получение рез-та измерения в соответствии с выбранным методом.

10. Подготовка к измерениям

1) Анализ поставленной задачи.

Решаются вопросы: что изме­рять?; с какой точностью измерять?; как измерять? Перед проведением измерений необходимо составить возможно бо­лее точную модель объекта. Обоснование необходимой точности должно учитывать поставленные цели, технические возможности, экономические и временные затраты.

На вопрос: как измерять! отвечает методика измерений - совокупность операций и правил использования средств измерений, средств вычислений и вспомогательных средств.

2) Соз­дание условий для измерений.

Условия - это совокупность величин, влияющих на значение результатов измерения. Влияющие величи­ны разделяются на группы:

• климатические (температура окружающей среды, относительная влажность, атмосферное давление);

• электрические и магнитные (колебания электрического тока, напря­жения в сети, частоты переменного тока, магнитное поле и др.);

- внешние нагрузки (вибрации, ударные нагрузки, внешние контакты приборов, ионизирующие излучения, газовый состав атмосферы).

3) выбор средств и методов измерений.

При этом учитываются следующие факторы:

• Воздействие средства измерения на объект

• Метрологические характеристики средств

• Пределы измерений

• Частотный диапазон.

4) подго­товку оператора.

К нему предъявляют соответствующие требования по уровню знаний, умений и практических навыков. Важное значение имеет режим труда и отдыха, на­строение, собранность и внимательность.

5) опробование средств измерений.

До начала измерений оператор опробует средства измерения, т. е. проверя­ет действие органов управления, регулировки, настройки и т. д.

11. Выполнение измерений.

Организация измерений имеет большое значение для получения дос­товерного результата. Это в значительной мере зависит от квалификации оператора, его технической и практической подготовки, проверки средств измерений до начала измерительного процесса, а также выбранной методи­ки проведения измерений.

Во время выполнения измерений оператору необходимо:

• соблюдать правила по технике безопасности при работе с измери­тельными приборами;

• следить за условиями измерений и поддерживать их в заданном режиме;

• тщательно фиксировать отсчеты в том виде, в котором они полу­чены;

• вести запись показаний с числом цифр после запятой на две больше, чем требуется в окончательном результате;

- определять возможный источник систематических погрешностей. Принято считать, что погрешность округления снятого оператором отсчета не должна изменять последнюю значащую цифру погрешности окончательного результата измерений. Обычно ее принимают равной 10 % от допускаемой погрешности окончательного результата измерений. В про­тивном случае число измерений увеличивают настолько, чтобы погреш­ность округления удовлетворяла указанному условию.

Единство одних и тех же измерений обеспечивается едиными прави­лами и способами их выполнения. При этом унифицируют требования к мо­дели, средствам измерений, условиям их проведения, обработке экспери­ментальных данных, форме представления результата.

12. Классификация погрешностей

1. По слагаемым измерения (меры, измерительные преобразователи, процедуры сравнения, воспроизведения и фиксации рез-та).

2. По источникам погрешностей:

- погр-сти метода, возникающие из-за неполного соотв-ия принятого алг-ма матем.определению параметра.

- инструментальная погр-сть (принятый алг-м не мож.быть точно реализован практически)

- внешние ошибки, обусловленные условиями, в кот. проводятся измерения

- субъективные ошибки (неправильный выбор модели, ошибки отсчитывания, интерполирования)

3. По условиям применения ср-в измерений:

- основная погр-сть ср-ва (при норм. условиях, оговоренных ГОСТ)

- доп.погр-сть (при отклонении условий от нормальных)

4. По хар-ру поведения измеряемой величины:

- статическая погр-сть – погр-сть ср-ва, возникающая при измерении пост.величины)

- погр-сть ср-ва измерения в динамич.режиме, возникающая при измерения переменной во t величины.

5. По закономерности проявления:

- систематическая (постоянная по величине и знаку, прояв-ся при повторынх измерениях)

- случайная (изменяется по случ. закону при повторных измерениях)

- грубая (следствие небрежности или низкой квалификации оператора, неожиданных внешних воздействий)

6. По способу выражения

Абсолютная погр-сть – отклонение рез-та измерения от истинного значения.

Относительная – отношение абсолютной погр-сти измерения к истинному значению величины.

Приведенная погр-сть - отношение абсолютной погр-сти к нормирующему значению.

13. Предел допускаемой основной погрешности. Классы точности измерительных приборов

Предел допускаемой основной погрешности - это наибольшая (по модулю) основная погрешность измерительного прибора, при которой он может быть допущен к применению.

Приняты следующие способы выражения такой погрешности.

Предел допускаемой абсолютной погрешности м. б. представлен:

– в виде одного числа: , (2.6)

– в виде зависимости от показаний прибора А_п двучленной формулой:

, (2.7) где а и в – постоянные величины;

– в виде таблицы пределов допускаемых погрешностей для разных показаний.

Предел допускаемой относительной погрешности выражается одной из формул:

(2.8)

или:

(2.9)

или:

(2.10)

где А_К – конечное значение установленного предела измерений; С, d, h – постоянные числа.

Предел допускаемой приведенной погрешности выражается формулой:

(2.11)

Пределы допускаемых погрешностей средств измерений используются для определения класса точности приборов.

Класс точности средства измерения – обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей. Класс точности хар-ет св-ва средств измерений, но не является непосредственным показателем точности.

Средствам измерений, пределы допускаемых погрешностей которых выражаются в единицах измеряемой величины (формулы 2.6 и 2.7) присваивают класс точности, обозначаемый римскими цифрами: I, II, и т.д. С увеличением допускаемой погрешности увеличивается порядковый номер. Всего определено восемь классов:

Средствам измерений, пределы допускаемых погрешностей кот выраж-ся в виде приведенных величин (формула 2.11), присваивают классы точности, выбираемые из ряда чисел:

1∙10ⁿ; 1,5∙10ⁿ; 2,5∙10ⁿ; (3∙10ⁿ); 4∙10ⁿ; 5∙10ⁿ; 6∙10ⁿ , (2.12) где п = 1; 0; -1; -2…

Когда нормирующее значение L определено в единицах измеряемой величины, класс точности обозначают числом, равным пределу основной приведенной погрешности. Например, для класс точности обозначают числом 1,5. Это означает, что максимально возможная приведенная погрешность не превышает .

Если нормирующее значение L определено длиной шкалы, класс точности обозначают числом, заключенным в "уголок". Например для обозначение на шкале прибора имеет вид .

Средствам измерений, для которых пределы допускаемых погрешностей выражаются в виде относительных величин по формуле (2.8), присваивают класс точности из ряда (2.12). Условное обозначение представляет число, помещенное в кружок. Так, для условное обозначение имеет вид . Проценты исчисляются от измеренного значения.

Когда погрешность оценивается формулой (2.9) класс точности определяется совокупностью значений h и d. Эти значения выбираются из ряда (2.12). Условное обозначение состоит из двух чисел, разделенных косой чертой. В числителе – h, в знаменателе – d. Например, . Условное обозначение будет иметь вид 0,02/0,01.

14. Учет и исключение систематических погрешностей