1. Обработка измерений. Прямые однократные измерения.

Прямые однократные измерения в большой мере для производственных процессов более характерны однократные измерения. Это самые массовые измерения. Однократные измерения возможны, если объем априорной информации такой, что модель объекта и определение измеряемой величины не вызывают сомнений, погрешности метода изучены либо устранены, средства измерения исправны и их метрологические характеристики соответствуют нормам.

За результат прямого однократного измерения принимается полученная величина. До измерения должна быть проведена априорная оценка составляющих погрешности. При определении доверительных границ погрешности результата измерений доверительная вероятность принимается равной, как правило, 0,95. Условия применения: составляющие погрешности известны; случайные составляющие распределены по нормальному закону; неисключенные систематические заданы своими границами _i и распределены равномерно. Составляющими погрешности прямых однократных измерений являются: погрешности СИ, рассчитываемые по метрологическим характеристикам; погрешность метода измерений, определяемая на основе анализа в каждом конкретном случае; личная погрешность, вносимая конкретным оператором.

Если последние две составляющие не превышают 15% погрешности СИ, то остается только одна.

При наличии нескольких систематических погрешностей, заданных своими границами _i , доверительная граница результата измерения может быть вычислена соответственно вышеописанной процедуре:(Р) = k (1). Однократные измерения достаточны, если НСП (например, класс точности СИ) заведомо больше случайной погрешности измерений, т.е. > 8.

В случае, когда < 8 существенную роль играет случайная составляющая и однократные измерения недопустимы. Если имеет место случай 0,8 ≤ ≤ 8, то погрешность результатов измерения находят по эмпирической формуле: = ]. Коэффициент находят в таблицах [1-3]. Он зависит от соотношения и доверительной вероятности P. Для P = 0.95 его можно взять из табл. Однократные измерения c приближенным оцениванием результатов.

Прямые однократные измерения с приближенным оцениванием погрешностей правомочны, если доказана возможность пренебрежения случайной составляющей погрешности измерения, т.е. среднее квадратическое отклонение S_x случайной составляющей меньше 18 суммарной границы неисключенных систематических составляющих погрешности результата измерения.

В простейшем случае, когда влияющие величины соответствуют нормальным условиям, погрешность результата прямого однократного измерения равна пределу основной погрешности средства измерения _си, определяемой по нормативно-технической документации. Результат измерения записывается как  =_си Доверительная вероятность не указывается, но, как правило, она равна 0,95. Если условия отличны от нормальных, необходимо учитывать пределы дополнительной погрешности.

2. Электромеханические измерительные приборы.

Следует называть элементы, преобразующие измеряемые величины, измерительными преобразователями. Если преобразователи снабжены указателем или шкалой, то они могут быть использованы в качестве измерительных приборов без дополнительных устройств. Поэтому они относятся не только к первичным преобразователям, но и к измерительным устройствам и измерительным приборам. Понятие прибор дает представление о принципе функционирования первичного преобразователя измерительного сигнала. Приборы магнитоэлектрической системы могут работать на постоянном токе, а при использовании дополнительных преобразовании - и на переменном токе. В однородном магнитном поле постоянного магнита располагается на опорах рамка, которая может вращаться. Ток, проходящий через витки этой рамки, имеет направление, перпендикулярное направлению магнитных линии поля. Электрический ток подается через два пружинных элемента (ленточные растяжки, спиральные пружины), которые одновременно создают механический противодействующий момент. Действующий на рамку вращающий момент определяется следующим образом: М_d = I_M = B_LAn I_M, где А - площадь рамки, которая пронизывается замкнутым магнитным потоком ; B_L - магнитная индукция в воздушном зазоре; I_M - измеряемая сила тока в рамке; n - число витков рамке. Движение рамки описывается дифференциальным уравнением. Для стационарного состояния  = B_LAn I_M /c;  - угол поворота, c- жесткость пружины. При измерении быстро протекающих процессов измерительный механизм магнитоэлектрической системы ввиду инерционности дает среднее значение тока:   dt = . Важным преимуществом приборов магнитоэлектрической системы по сравнению с другими измерительными приборами является их высокая точность и большая защищенность от внешних электрических воздействий. Например, серийно изготавливаются приборы, имеющие погрешность не более 0,1%, остающиеся в этих пределах многие годы. При измерении с помощью приборов магнитоэлектрической системы заметное отрицательное влияние может оказывать температурное воздействие, поскольку при изменении температуры происходит изменение электрического сопротивления как рамки, так и противодействующей пружины. Кроме того, противодействующий момент также зависит от температуры.

Билет №9