 |
1. Основные понятия и определения
|
|
|
|
1. ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ
• Основные понятия
Метрология - наука об измерениях, методах и средствах обеспечения их единства и способах достижения требуемой точности.
Измерение – процесс, заключающийся в определении значения физической величины с помощью специальных технических средств.
Погрешность измерений - отклонение результата измерения от истинного значения физической величины.
Точность измерений - отражает близость результатов измерения к истинному значению измеряемой величины.
Измерительные приборы - средства измерения, предназначенные для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для восприятия наблюдателя.
Поверка средств измерений - определение метрологическим органом погрешности средств измерений и установление его пригодности к применению.
Средства измерения представлены в виде структурной схемы:
Мера - средства измерений предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера с определенной точностью. Существуют однозначные и многозначные меры, а также наборы и магазины мер.
Измерительные преобразователи - предназначены для выработки сигнала измерительной информации в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования, обработки или хранения, но не поддающиеся восприятию наблюдателя. (пульты управления)
Измерительные преобразователи могут быть энергетическими (не требуют постороннего источника энергии) и параметрическими (требуют постороннего источник энергии) Различают преобразователи непрерывной величины в дискретную, первичные, передающие, масштабные, выходные, обратные, сравнения с одной или несколькими величинами. К измерительным преобразователям относятся делители напряжения и тока, добавочные резисторы, шунты, измерительные трансформаторы, выпрямители, усилители.
|
|
|
Измерительные установки - совокупность функционально объединенных средств измерений предназначенных для выработки, сигналов в удобной форме для наблюдателя
Измерительные информационные системы (ИИС) - совокупность средств измерения и вспомогательных устройств, соединяющихся между собой каналами связей, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме удобной для автоматической обработки и передачи.
ИИС бывают измерительные, диагностические и автоматического контроля. Виды измерений:
Прямые измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины находят непосредственно из опытных данных.
Косвенные измерения - измерения, при которых искомое значение физической величины находят на основании математической зависимости между искомой величиной и величинами аргументами, полученными при прямых измерениях
Совместные и совокупные измерения близки по способу нахождения искомых значений величин (в обоих случаях они находятся решением уравнений) и коэффициентов, в которых отдельные члены получены в результате прямых измерений. Отличие состоит в том, что при совокупных измерениях одновременно измеряется несколько одноименных величин, а при совместных- разноименных.
Обычные измерения - измерения, выполняемые с однократным наблюдением.
Статистические измерения - измерения с многократным наблюдением.
Статические измерения - измерения, при которых измеряемая величина остается постоянной во времени в процессе измерения.
Динамические измерения - измерения, при которых измеряемая величина изменяется в процессе измерения.
Метод непосредственной оценки заключается в непосредственном определении значения физической величины по отсчетному устройству измерительного устройства заранее проградуированного в значениях измеряемой величины.
|
|
|
Основные методы измерения:
Метод сравнения с мерой заключается в определении искомой определяемой физической величины сравнением с величиной воспроизводимой мерой.
Дифференциальный метод основан на измерении разности между искомой величиной и истинным значением. Он применяется при измерении параметров цепи.
Нулевой метод - частный случай дифференциального метода, при котором результирующий эффект воздействия измеряемой физической величины и известной величины, воспроизводимой мерой на прибор сравнения, доводят до нуля.
Метод замещений - метод, при котором измеряемая величина замещается известной величиной, воспроизводимой мерой равной по значению замещенной.
Метод противопоставлений - метод, при котором измеряемая величина и известная величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на прибор сравнений, с помощью показаний которого устанавливают соотношения между ними.
Методика измерений - детально намеченный порядок процесса измерений, регламентирующие методы, средства, алгоритмы выполнения измерений, которые в определенных условиях обеспечивают измерения с заданной точностью.
Алгоритм измерений - точное предписание о выполнении в определенном порядке совокупности операций, обеспечивающих измерения значений физической величины.
Приборам у которых пределы допускаемых основных погрешностей задаются относительной основной или приведенной погрешностей, присваивают согласно ГОСТ классы точности, выбираемые из следующего ряда: 1*10п;
где
Погрешность прибора, в зависимости от значения входной величины, можно представить в виде аддитивной () и мультипликативной погрешности ():
Аддитивная погрешность (погрешность нуля) - погрешность, не зависящая от чувствительности прибора и постоянная для всех значений входной величины в пределах диапазона измерений.
а) б)
Мультипликативная погрешность (погрешность чувствительности) - погрешность, которая изменяется пропорционально текущему значению входной величины - относительной погрешности чувствительное.
|
|
|
Относительные погрешности прибора:
В зависимости от времени поведения измеряемой величины в процессе измерения определяются статические и динамические погрешности.
Статические погрешности - это погрешности, возникающие при измерении постоянной во времени величины.
Динамическая погрешность - это разность между погрешностью прибора вдинамическом режиме и его статической погрешностью соответствующей значению величины в данный момент времени. Она зависит как от свойств прибора, так и от характера изменения измеряемой величины во времени (если время установления показаний прибора больше времени интервала измеряемой величины, то возникает динамическая погрешность). Подключение измерительных приборов к участку цепи не должно нарушать энергетического баланса в измеряемой цепи.
Быстродействие - это время затраченное на одно измерение. Для аналоговых приборов быстродействие определяется временем установления показаний. Для цифровых приборов оно определяется отношением количества измерений за промежуток времени в отношении к этому промежутку:
Надежность - способность прибора сохранять эксплуатационные параметры в установленных пределах в течении заданного времени. Основные критерии надежности:
1. Вероятность безотказной работы в течении заданного времени.
2. Интенсивность отказов.
3. Время безотказной работы. Оценка надежности производится в процессе разработки прибора.
|
|
|
