 |
Выбор методов и средств измерений.
|
|
|
|
ПЛАНИРОВАНИЕ ИЗМЕРЕНИЙ.
Процесс решения 
измерительной задачи разбивается на 3 этапа:
- подготовка измерений — планирование измерительного эксперимента и создание всех необходимых предпосылок для эксперимента, направленного на получение измерительной информации;
- проведение измерений- экспериментальное определение результатов наблюдений;
- обработка измерительной информации с целью получения результата измерения.
Цель измерения- состоит в получении информации о количественных характеристиках или параметрах устройства для оценки его состояния или поведения при проектировании, производстве, акция системы, W- возмущающее (случайные)воздействия.
Математическая модель представляет собой совокупность уравнений, условий и алгоритмических правил и позволяет анализировать и проектировать объекты, а также управлять ими. Входные параметры, которые влияют на объект и могут быть измерены, называются факторами.
При пассивном эксперименте исследователь не имеет возможности воздействовать на объект,поэтому задача определения наилучшего плана эксперимента сводится к оптимальной организации пассивного сбора информации, включает в себя вопросы:-выбор интервалов времени между моментами измерений;
- задание числа выполняемых измерений,
- определение метода обработки результатов и т.д.
Активный эксперимент связан с воздействием на ход процессов в изучаемом объекте и к возможности выбора в каждом опыте тех факторов, которые представляют интерес.
Если какой-либо существенный фактор неучтен, то это приведет к значительному повышению погрешности эксперимента. С другой стороны, увеличение числа рассматриваемых факторов приведет к значительному возрастанию числа опытов, следовательно необходимо использовать методы несущественных факторов.
|
|
|
Методы планирования многофакторного эксперимента, в котором необходимо учитывать влияние многих независимых переменных, предлагают изменен
не всех факторов сразу,а не изучение влияния каждого из них в определенности, как при традиционных способах составления планов. Такое многофакторное планирование эффективнее и значительно уменьшает погрешности определения интересующих экспериментатора величин.
Построение плана эксперимента сводится к выбору экспериментальных точек, симметричных относительно основного (нулевого) уровня, которым является исходная (.) в многомерном факторном пространстве. Для этого для каждого фактора выбирают два крайних уровня, между которыми они будут варьировать в ходе эксперимента.
После выделения параметров и характеристик объекта выбирают виды их измерений в зависимости от возможности реализации, а также от требуемой точности. При проведении измерений средства измерений взаимодействуют с объектом измерений. При этом объект и средства измерений влияют друг на друга, что может привести к некоторому изменению свойств объекта и показаний измерительного прибора. Так, входное сопротивление подключаемого средства измерения может существенно влиять на режим работы объекта и привести к погрешности в результатах измерений. При измерениях в цепях 
I следует учитывать влияние на объект не только активной составляющей входного сопротивления средства измерения, но и реактивной. На режим работы объекта,К, 
, на результат измерений особенно сильно воздействуют емкостные составляющие входного сопротивления электронных осциллографов и вольтметров. Подключение вольтметра к колебательному контуру приводит к снижению частоты резонанса контура за счет входной емкости вольтметра, к снижению добротности контура за счет шунтирующего действия, активной составляющей входного сопротивления этого прибора.
|
|
|
Стандартные методики измерений учитывают всевозможные источники погрешностей измерений, регламентируют последовательность действий обеспечивающих наименьшую погрешность измерений. При отсутствии стандартной методики производят аттестацию методики измерений, в ходе которой определяют сначала составляющие погрешности измерений, а затем и суммарную погрешность, значение которой и приписывают данной методике.
ВЫБОР СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ.
Правильный выбор средств измерений является необходимым условием получения достоверной измерительной информации. Поэтому основным при выборе средства измерений для решения данной измерительной задачи уделяют обеспечению необходимой точности измерения в динамическом и частотном диапазонах изменения измеряемых параметров технических устройств. Одновременно учитывают и условия в которых планируются использовать средства измерения, а также допустимую продолжительность измерения.
При анализе условий определяется:
- уровни механических воздействий на средства измерения (вибрации, удары, линейные ускорения);
- значения климатических факторов (температура, влажность, атмосферное давление);
- наличие активной разрушающей среды. К воздействию которой не приспособлен прибор (агрессивные газы, жидкости, грибки);
- наличие сильных магнитных и электрических полей и защиты от них у выбираемых средств измерений.
В простых измерительных задачах,заключающихся в определении значений параметров несложных устройств, вопросы выбора и применения средств измерений решают как правило на основе практического опыта. В этом случае рекомендации носят общие характеристики и сводятся к необходимости проверки следующих условий:
- Средство измерений должно обеспечивать измерение параметров устройств с необходимой точностью, быстродействием, в заданном диапазоне значений измеряемой физической величины, в определенных условиях окружающей среды (при фиксированном уровне внешних факторов).
- Средства измерений должны быть приемлемыми по стоимости, эргономическим, массогабаритным и другими характеристикам.
Первоначально определяют типы средств измерений пригодные по своему функциональному назначению, диапазонам измеряемых физических величин, стойкости к внешним воздействиям факторам, массогабаритным характеристикам.
|
|
|
После того как выбраны измерительные приборы необходимо правильно оценить какой из них обладает наименьшей избыточностью по точности. Стремление произвести измерения с большей, чем это необходимо, точностью приводит к удорожанию измерений.
В то же время снижение требований к точности ухудшает достоверность результатов измерений и обеспечивает их.
Выбор средств измерений по точности основных на двух различных случаев их использования;
1)для измерения параметров устройств;
2)для контроля параметров устройств
В первом случае достигается значение предела допускаемой погрешности измерения меньше, чем требуется.
Во втором случае средства измерений выбираются из условия, что вероятности
ложного или необнаруженного отказа контролируемого параметра не должны превышать допустимых значений. Таким образом, задача выбора измерительного прибора сводится к определению соотношения между требуемым пределом допускаемой погрешности измерения и допуском на контролируемый параметр.
Исходными данными необходимыми при выборе средства измерения по точности являются:
- состав измеряемых и контролируемых параметров устройств;
- значения допусков на отклонения контролируемых параметров и допустимые значения суммарной погрешности определения измеряемых параметров;
- допустимы значения условных вероятностей ложного и необнаруженного отказов для каждого из контролируемых параметров;
- закона распределения отклонений контролируемых параметров от своих номинальных значений.
|
|
|
