3. Методики ориентировочной оценки метрологических и

точностных характеристик

Принципиально их три, и отличие состоит в том, какие из точностных характеристик ( необходимо учесть (или не учесть). На рисунке 4.3 показаны схемы проведения экспериментов во всех трех случаях. Как видно, самая простая из них будет тогда, когда вариация и дрейф по предварительной информации несущественны; самая сложная – при учете всех видов погрешностей. Следует отметить, что систематическая составляющая погрешности определяется во всех методиках.

Методика 1 (без учета дрейфа и вариации). Схема проведения эксперимента показана на рисунке 4.3, а). На вход средства измерения многократно (не менее трех, но не более 10 раз) подают сигнал x_ji соответствующий испытуемой x_j . Здесь и далее индексом j обозначают номер испытуемой точки, индексом i – порядковый номер подхода к этой точке (подачи входного сигнала). При подаче каждого входного сигнала однократно считывают выходной сигнал y_ji. Результаты наблюдений заносят в таблицу 4.5.

Задают пределы изменения входного сигнала x. Поскольку вариация несущественна, то испытания проводят в точках, соответствующих 0, 25, 50, 75 и 100 % диапазона измерений. Каждое наблюдение производится при подходе к испытуемой точке только со стороны меньших значений, т.е. при увеличении входного сигнала.

Номинальную статическую характеристику y=f(x) и обратную к ней (градуировочную) характеристику задают в виде соответствующего полинома: линейную по формулам (2.10) и (2.12), нелинейную по формулам (2.14) и (2.16). Определение коэффициентов полинома осуществляется методом наименьших квадратов, описанном ниже.

Таблица 4.5 – Форма таблицы для формирования массива данных

по методике 1 при j = 5, i - 3

X11	X12	X13		X51	X52	X53
Y11	Y12	Y13		Y51	Y52	Y53

По результатам наблюдений определяют систематическую и случайную составляющие погрешности в j-ых точках [ отдельно по отношению ко входу и по отношению к выходу.

Оценку составляющих погрешности ведут по их максимальному значению в точках диапазона измерения путем сравнения с заданными пределами допускаемого значения систематической составляющей погрешности - Δ_сд и допускаемого значения СКО случайной составляющей погрешности - .

Методика 2 (без учета дрейфа). Схема проведения эксперимента показана на рисунке 4.3, б). На вход средства измерения многократно (не менее трех раз, но не более 10 раз) подходят к испытуемой точке x_j со стороны меньших (х_мj) и со стороны больших (х_бj) значений входного сигнала. При каждом подходе однократно считывают значение выходного сигнала y_мj и y_бj соответственно. Результаты наблюдений заносят в таблицу, подобную таблице 4.6.

Задают пределы изменения входного сигнала x. Поскольку вариация существенна, то испытания проводят в точках, соответствующих 5, 25, 50, 75 и 95 % диапазона измерений. Прямую и обратную номинальную статическую характеристику y=f(x) задают в виде соответствующего полинома: линейную по формулам (2.10) и (2.12), нелинейную по формулам (2.14) и (2.16).

По результатам наблюдений определяют систематическую и случайную составляющие погрешности в j-ых точках [  отдельно по отношению ко входу и по отношению к выходу. Определяют также и вариацию в абсолютной, относительной и приведенной формах в_j,v_j, V_j.

Таблица 4.6 – Пример формы таблицы для формирования массива данных

по методике 2 при j = 5, i = 3

xм ji		yм ji		xб ji		yб ji
xм 1-1		yм 1-1		xб 1-1		yб 1-1
xм 1-2		yм 1-2		xб 1-2		yб 1-2
xм 1-3		yм 1-3		xб 1-3		yб 1-3
xм 2-1		yм 2-1		xб 2-1		yб 2-1
xм 2-2		yм 2-2		xб 2-2		yб 2-2
xм 2-3		yм 2-3		xб 2-3		yб 2-3
xм 3-1		yм 3-1		xб 3-1		yб 3-1
…		…		…		…
…		…		…		…
xм 5-3		yм 5-3		xб 5-3		yб 5-3

Оценку составляющих погрешности ведут по их максимальному значению в точках диапазона измерения путем сравнения с заданными пределами допускаемого значения погрешности - Δ_д и пределами допускаемого значения вариации - в_д.

Методика 3 (учитываются все составляющие погрешности, включая ). Схема проведения эксперимента показана на рисунке 4.3, в). На вход средства измерения многократно (не менее трех, но не более 10 раз) подходят к испытуемой точке x_j со стороны меньших (х_мj) и со стороны больших (х_бj) значений входного сигнала. При каждом подходе многократно (не менее трех, но не более 10 раз) считывают значение выходного сигнала y_мjк и y_бjк через равные промежутки времени. Результаты наблюдений заносят в таблицу, подобную таблице 4.7.

Таблица 4.7 – Пример формы таблицы для формирования массива данных

по методике 3 при j = 5, i = 3, к = 3

xм ji	yм ji1	yм ji2	yм ji3	xб ji	yб ji1	yб ji2	yб ji3
xм 1-1	yм 1-1 1	yм 1-1 2	yм 1-1 3	xб 1-1	yб 1-1 1	yб 1-1 2	yб 1-1 3
xм 1-2	yм 1-2 1	yм 1-2 2	yм 1-2 3	xб 1-2	yб 1-2 1	yб 1-2 2	yб 1-2 3
xм 1-3	yм 1-3 1	yм 1-3 2	yм 1-3 3	xб 1-3	yб 1-3 1	yб 1-3 2	yб 1-3 3
xм 2-1	yм 2-1 1	yм 2-1 2	yм 2-1 3	xб 2-1	yб 2-1 1	yб 2-1 2	yб 2-1 3
…	…	…	…	…	…	…	…
xм 5-3	yм 5-3 1	yм 5-3 2	yм 5-3 3	xб 5-3	yб 5-3 1	yб 5-3 2	yб 5-3 3

По результатам наблюдений определяют систематическую и случайную составляющие погрешности в j-ых точках [  отдельно по отношению ко входу и по отношению к выходу, а также в разрезе каждого промежутка времени. Определяют также и вариацию в абсолютной, относительной и приведенной формах в_j, v_j, V_j.

Оценку составляющих погрешности ведут по их максимальному значению в точках диапазона измерения. Алгоритм обработки результатов наблюдений по данной методике в настоящем пособии не рассматривается. Читатель при желании или при возникновении необходимости применения данной методики на практике может обратиться к ГОСТ 8.508-84.

а)		б)		в)
Рисунок 4.3 – Схемы проведения экспериментов по различным методикам