- •Міністерство освіти і науки україни
- •Предисловие
- •1 Основы обеспечения единства измерений
- •1.1 Сущность понятия “измерение”
- •1.2 Единицы физических величин и их системы
- •1.3.1 Эталон единицы длины
- •1.3.2 Эталон единицы массы
- •1.3.3 Эталон единиц времени и частоты
- •1.3.4 Эталон единицы силы электрического тока
- •1.3.5 Эталон единицы температуры
- •1.3.6 Эталон единицы силы света
- •1.3.7 Единица количества вещества
- •1.4 Квантовая метрология
- •1.4.1 Эталон вольта на эффекте Джозефсона
- •1.4.2 Эталон ома на основе квантового эффекта Холла
- •1.5 Передача размеров единицы фв от эталонов рабочим сит
- •1.5.1 Основные принципы
- •1.5.2 Поверочные схемы
- •Первичный эталон
- •1.6 Контрольные вопросы
- •2 Теория погрешностей
- •2.1 Основные положения и определения
- •Погрешности
- •Абсолютные Приведенные Относительные
- •2.2 Вероятностное представление результатов и погрешностей измерений
- •2.3 Случайные погрешности
- •2.3.1 Определение точечных оценок числовых характеристик эмпирических законов распределения случайной погрешности
- •2.3.2 Определение закона распределения случайной погрешности
- •2.3.3 Минимизация случайной погрешности
- •2.4 Грубые погрешности и промахи
- •2.4.1 Критерий Райта
- •2.4.2 Критерий Смирнова
- •2.5 Систематические погрешности
- •2.5.1 Классификация систематических погрешностей
- •2.5.2 Обнаружение систематических погрешностей
- •2.5.3 Компенсация систематических погрешностей
- •2.6 Суммирование погрешностей
- •2.7 Контрольные вопросы, задачи, упражнения
- •3 Обработка результатов измерений
- •По режиму использования си
- •Однократные Многократные
- •Прецизионные Контрольно-поверочные Технические
- •Прямые Косвенные Совместные Совокупные
- •3.1 Прямые измерения
- •3.1.1 Обработка результатов прямых измерений с однократными
- •3.1.2 Обработка прямых измерений с многократными наблюдениями
- •3.1.3 Обработка нескольких групп прямых измерений с многократными наблюдениями
- •3.2 Косвенные измерения
- •3.2.1 Частные случаи вычисления погрешностей при косвенных
- •3.2.2 Критерий ничтожных погрешностей
- •3.3 Совместные измерения
- •3.3.1 Определение параметров линейной зависимости
- •3.3.2 Определение параметров неполиномиальных зависимостей с помощью мнк
- •3.4 Совокупные измерения
- •3.5 Контрольные вопросы, задачи, упражнения
- •4 Средства измерительной техники
- •4.1 Общие положения и определения
- •Мера Компа- Вычислит. Измерительный Измер.
- •4.2. Метрологические характеристики сит и их нормирование
- •4.2.1 Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений
- •4.2.2 Характеристики погрешностей сит
- •4.2.3 Характеристики чувствительности сит к влияющим величинам
- •4.2.4 Динамические характеристики сит
- •4.2.5 Характеристики взаимодействия сит с объектом измерения на входе или выходе сит
- •4.2.6 Неинформативные параметры выходного сигнала сит
- •4.3 Основные методы измерений
- •4.3.1 Метод сопоставления
- •4.3.2 Метод совпадения
- •Отсюда погрешность метода совпадения будет равна
- •4.3.3 Метод замещения
- •4.3.4 Дифференциальный метод
- •4.3.4 Нулевой метод
- •4.4 Обобщенные структурные схемы сит
- •4.4.1 Схема прямого преобразования
- •4.4.2 Структурная схема уравновешенного преобразования
- •2. Режим полного уравновешивания.
- •4.5 Погрешности сит
- •4.5.1 Погрешности квантования
- •4.5.2 Динамические погрешности
- •4.5.3 Погрешность, обусловленная взаимодействием сит с объектом на его входе и выходе
- •4.6 Контрольные вопросы, задачи и упражнения
- •Приложение а
- •Списоклитературы
4.2. Метрологические характеристики сит и их нормирование
Все СИТ, независимо от их конкретного исполнения, обладают рядом общих свойств, необходимых для выполнения ими их функционального назначения. Технические характеристики, описывающие эти свойства и оказывающие влияние на результаты и на погрешности измерений, называют метрологическими характеристиками(МХ).
МХ, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми метрологическими характеристиками.
При нормировании МХ СИТ придерживаются следующих основных принципов.
1. МХ нормируются не для конкретного экземпляра СИТ, а для всех СИТ данного типа.
2. Так как для разных экземпляров СИТ МХ различны, то в качестве нормируемой МХ принимается некоторая средняя для СИТ данного типа, называемая номинальной. Реальные характеристики конкретного СИТ, как правило, лучше номинальных.
Номинальные нормируемые характеристики представляют в виде формул, таблиц, графиков. Линейные нормируемые МХ, проходящие через нуль, представляются в виде числового коэффициента.
4. Кроме номинальной характеристики нормируют пределы допускаемых отклонений МХ у отдельных экземпляров СИТ данного типа от номинальной. Эти МХ называют граничными.
МХ нормируют для нормальных и рабочих условий применения СИТ.
Нормальнымисчитаются условия, при которых зависимостью МХ от изменения влияющей величины (температуры, давления, напряжения питания и т.д.) можно пренебречь. Для большинства МХ нормальными условиями считаются:
а) диапазон температур 2935K;
б) относительная влажность 65 15%;
в) атмосферное давление 750 30 мм рт. ст.;
г) напряжение в сети питания 220 В 2%;
д) частота питающей сети 50 Гц 1%.
Рабочиеусловия отличаются от нормальных более широким диапазоном изменения влияющей величины.
6. Из совокупности МХ одной группы при нормировании отдают предпочтение тем, которые определяются точнее, а также тем, которые удобнее использовать при решении метрологических задач (для расчета погрешностей и т.п.).
Нормируемые МХ условно можно разбить на следующие шесть групп.
1. Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений.
2. Характеристики погрешностей СИТ.
3. Характеристики чувствительности СИТ к влияющим величинам.
4. Динамические характеристики СИТ.
5. Характеристики взаимодействия СИТ с объектом измерения на входе или выходе СИТ.
6. Неинформативные параметры выходного сигнала СИТ.
4.2.1 Характеристики, предназначенные для определения результатов измерений
Одной из основных МХ СИТ этой группы является функция преобразования. Она устанавливает зависимость показаний СИТY от значения информативного параметра входного сигнала X. Для измерительных преобразователей - выходной сигнал. Функция преобразования определяется в результате проведения совместных измеренийи(см. подраздел 3.3). Если функция преобразования СИТ линейна (), то коэффициентназываетсячувствительностью. В противном случае под чувствительностью необходимо понимать производную от функции преобразования в заданной точке диапазона.
Для однозначной и многозначной мер нормируется их значение.
Важной характеристикой шкальных СИТ или многозначных мер является цена деления, т.е. разница значений измеряемой величины, соответствующая двум соседним отметкам шкалы СИТ. Если чувствительность постоянна в каждой точке диапазона, то такая шкала называется равномерной.
Для цифровых СИТ нормируют вид выходного кода и число разрядов.