Оценка суммарной погрешности измерительного канала

измерительный канал измерительной системы (измерительный канал ИС): Конструктивно или функционально выделяемая часть ИС, выполняющая законченную функцию от восприятия измеряемой величины до получения результата ее измерений, выражаемого числом или соответствующим ему кодом, или до получения аналогового сигнала, один из параметров которого - функция измеряемой величины.

Примечание - Измерительные каналы ИС могут быть простыми и сложными. В простом измерительном канале реализуется прямой метод измерений путем последовательных измерительных преобразований. Сложный измерительный канал в первичной части представляет собой совокупность нескольких простых измерительных каналов, сигналы с выхода которых используются для получения результата косвенных, совокупных или совместных измерений или для получения пропорционального ему сигнала во вторичной части сложного измерительного канала ИС.

измерительная система (ИС): Совокупность измерительных, связующих, вычислительных компонентов, образующих измерительные каналы, и вспомогательных устройств (компонентов измерительной системы), функционирующих как единое целое, предназначенная для:

- получения информации о состоянии объекта с помощью измерительных преобразований в общем случае множества изменяющихся во времени и распределенных в пространстве величин, характеризующих это состояние;

- машинной обработки результатов измерений;

- регистрации и индикации результатов измерений и результатов их машинной обработки;

- преобразования этих данных в выходные сигналы системы в разных целях.

ДЛЯ СПРАВКИ

Для реализации функций большинства измерительно-вычислительных и управляющих систем используется измерительная информация (результаты измерений).
Надо иметь в виду, что результаты любых измерений всегда сопровождаются погрешностью. Это Объективная реальность. Никакие меры не могут полностью исключить погрешность измерений; ее можно только определенными приемами уменьшить до значений, практически не существенных для выполнения конкретной задачи, решаемой системой.
Погрешность измерений - одна из главных причин снижения эффективности систем. Ее негативная роль проявляется в потерях, возникающих из-за:
неоптимальности нормативов (уставок), рассчитываемых системой по результатам недостаточно точных измерений;
отклонения действительного значения измеряемой величины от нормативного значения (уставки) при кажущемся совпадении измеренного значения с уставкой;
неточности прогноза хода процесса, в результате чего принимаются неоптимальные решения;
брака измерительного контроля (признания годным в действительности негодного изделия и признания негодным в действительности годного изделия).
Эти причины вызывают необходимость объективного оценивания погрешности измерений при разработке систем и принятия мер по снижению погрешности измерений до допустимого уровня.
Кроме того, при разработке систем должны быть предусмотрены процедуры периодического контроля погрешности измерений в процессе эксплуатации системы. Этот контроль необходим, т.к. внешние влияющие факторы, нестабильность метрологических характеристик средств измерений и характеристик объекта управления могут вызвать погрешности измерений, превышающие допускаемые значения.
Для систем характерны измерительные каналы -совокупности средств измерений и других технических средств, используемых для измерений, включая средства от точки "отбора" информации об измеряемом параметре до средств представления информации (шкалы, табло, экрана дисплея, диаграммы регистрирующего прибора или распечатки на бланке).
Датчики, линии связи, измерительные преобразователи, измерительные коммутаторы, средства отображения результатов измерений составляют основные компоненты измерительных каналов. Их метрологические характеристики играют важную роль в обеспечении качества реализации информационных и управляющих функций систем и их работоспособности.

Метрологическая аттестация заключается в исследованиях метрологических характеристик измерительных каналов системы в условиях ее эксплуатации. Основными объектами исследований являются погрешности измерительных каналов, которые обычно оцениваются экспериментально или расчетно-экспериментальным способом. В ряде случаев применяют имитационное моделирование нестабильности метрологических характеристик средств измерений, влияния динамики изменений измеряемой величины и внешних факторов на; погрешность измерительного канала. Для измерительной части систем, в которых реализуются косвенные измерения, характерны вычислительные процедуры. Алгоритм вычислений в таких системах обычно подвергают специальным исследованиям с целью определения погрешности, вносимой алгоритмом. Для этих целей также может применяться имитационное моделирование. С помощью такого моделирования можно оценить степень ослабления (фильтрации) погрешности датчиков и других компонентов измерительных каналов.

Одно из непременных условий проведения метрологической аттестации системы - наличие требований к погрешности измерений. Иногда такие требования отсутствуют. В этих случаях для целей метрологической аттестации берутся в расчёт исходные данные, на основе которых может решаться вопрос о возможности использования измерительного канала. К этим исходным данным относятся:
заданные вероятности брака измерительного контроля;
пределы допуска на измеряемый параметр;
допустимый уровень потерь из-за погрешности измерений (при известной функциональной связи потерь с погрешностью измерений);
допускаемая погрешность определения технико-экономических показателей, вычисляемых по результатам измерений;
допускаемая погрешность прогноза (погрешность определения момента времени выхода параметра за пределы допуска при реализации функции прогнозирования);
оптимальное значение погрешности измерении и возможное (допускаемое) отклонение от этого значения.
На основе таких исходных данных можно определить пределы допускаемых значений погрешности измерений (погрешности измерительного канала). Эти значения указываются в программе метрологической аттестации.