№ 29. Выбор, опробование и калибровка средств измерений

В отличие от метода измерений выбор соответствующего средства допускает гораздо большую формализацию, поскольку базируется на его конкретных метрологических и технических характеристиках. Если эти характеристики соответствуют свойствам и параметрам исследуемого объекта (его принятой модели), то можно считать, что СИ выбрано правильно. Если же СИ только функционально соответствует поставленной измерительной задаче, то могут возникнуть ошибки применения.

Выбирая СИ, необходимо, прежде всего, ответить на вопрос о том, способно ли он обеспечить требуемую точность измерений. Для этого нужно проверить выполнение условия:

Наряду с обеспечением точности при выборе СИ следует учитывать и ряд других требований, определяемых особенностями конкретной измерительной задачи: согласованность с объектом измерения по динамическому и частотному диапазонам, а также энергетическим характеристикам, удобную форму фиксации результата измерений, возможность автоматизации измерений и подключения различных внешних регистрирующих и запоминающих устройств, приемлемые габаритные и весовые характеристики, требуемую степень помехозащищенности и помехоустойчивости, высокие экономические и эргономические показатели, возможность автономного функционирования и работы в опасных и агрессивных средах.

Предполагается, что любое СИ должно быть предварительно поверено, т.е. должно быть определено соответствие точностных характеристик этого СИ регламентированным значениям и пригодность его к применению. Однако непосредственно перед экспериментом даже поверенное СИ необходимо опробовать. Под опробованием понимают цикл операций, позволяющих определить потенциальную работоспособность СИ и выявить возможноые дефекты в его функционировании, возникшие в послеповерочный период.

Опробование обычно заканчивают проводимой в соответствии с инструкцией по эксплуатации калибровкой СИ, позволяющей уменьшить его систематическую погрешность.

№ 30. Выбор числа измерений

Увеличение числа измерений N при неизменной их точности и заданной надежности доверительных оценок, можно сузить доверительный интервал для истинного значения измеряемой величины.

В общем случае суммарная погрешность (случайная и систематическая) отражается такой формулой:

- функция доверительной вероятности.

Различия распределений результата композиции распределения случайных и неисключенных систематических погрешностей для однократного и многократных измерений существенно не влияют на величину . Поэтому легко получить, что относительное изменение суммарной погрешности многократного измерения по сравнению с погрешностью однократного измерения равно:

Принято считать, что отношение является предельным, при котором теряет смысл проведение многократных измерений.

При величиной пренебрегают (систематическая погрешность отбрасывается), а в суммарной погрешности учитывают только случайную составляющую.

№ 31. Разработка методики выполнения измерений

Методику выполнения измерений (МВИ) можно рассматривать как некоторый регламент, определяющий и конкретизирующий взаимосвязанные между собой технические, организационные и процедурные элементы измерительного процесса, необходимые для его реализации с заданной точностью и максимально возможной экономичностью.

Разработка МВИ является творческим процессом, который вряд ли когда-либо будет полностью формализован. Поэтому ограничимся только самыми общими положениями указанной разработки.

Исходным документом для разработки МВИ является соответствующее техническое задание (ТЗ), включающее сведения о задаче измерений.

На основе исходных данных осуществляют предварительный выбор метода и средств измерений. Далее анализируют все составляющие погрешности для этого метода и средств и суммируют их. Сравнивают с допустимыми погрешностями, заданными в ТЗ.

В зависимости от результатов сравнения принимают окончательное решение по выбору метода и средств измерений. Затем составляют схему соединения СИ, а, при необходимости и вспомогательного оборудования, между собой и с объектом измерения.

Для принятой схемы и метода измерений проводят ориентировочных расчет погрешностей.

Полученный в результате проект МВИ проходит метрологическую аттестацию и после предварительного опробования его утверждают в виде определенного нормативно-технического документа, обычно, методических указаний.