19. Метрологические характеристики средств измерений. Нормированные метрологические характеристики. Выбор комплекса нормированных характеристик геофизической аппаратуры.

Метрологические характеристики СИ – характеристики, отражающие свойства СИ, оказывающие влияние на результаты и погрешности измерений. Характеристики, устанавливаемые нормативно-техническими документами, называются нормируемыми, а определяемые экспериментально – действительными. Нормируемые МХ, приводимые в нормативно-технической документации, отражают свойства совокупности СИ данного типа, т.е. являются номинальными.

Перечень нормируемых МХ делится на шесть групп:

- характеристики преобразования, предназначенные для определения результатов измерений (функция преобразования; значение однозначной меры; цена деления шкалы; вид и число разрядов кода, цена единицы наименьшего разряда кода цифровых CИ);

-характеристики погрешности (характеристики систематической и случайной составляющих основной погрешности; вариации показаний);

-характеристики влияния, чувствительности СИ к влияющим величинам (функции влияния, изменения значений MX, вызванные изменениями влияющих величин);

-динамические характеристики (полные и частные);

-характеристики энергетического взаимодействия СИ с объектом измерений или другим СИ (например, входной и выходной импедансы);

- неинформативные параметры выходного сигнала (например, амплитуда и длительность импульса).

Для описания обобщенных метрологических свойств СИ часто применяют «класс точности» – обобщенную характеристику, определяемую пределами допускаемых основной и дополнительных погрешностей. Эта характеристика в геофизике не применяется.

Основные положения по выбору комплекса НМХ:

1. НМХ, включаемые в комплекс, выбираются из числа характеристик, регламентированных, в соответствии с установленными в данных стандартах критериями.

2. Основным условием возможности решения всех перечисленных задач является наличие однозначной связи между нормированными MX и инструментальными погрешностями. Эта связь устанавливается посредством математической модели инструментальной составляющей погрешности, в которой нормируемые MX должны быть аргументами.

3. Нормирование MX СИ должно производиться исходя из единых теоретических предпосылок.

4. Нормируемые MX должны быть выражены в такой форме, чтобы с их помощью можно было обоснованно решать практически любые измерительные задачи и одновременно достаточно просто проводить контроль СИ на соответствие этим характеристикам.

5. Не следует нормировать те MX, которые оказывают несущественный по сравнению с другими вклад в инструментальную погрешность.

6. Нормируемые MX должны обеспечивать возможность статистического объединения, суммирования составляющих инструментальной погрешности измерений.

19. Методы и способы измерений. Метод непосредственной оценки; методы сравнения: нулевой, дифференциальный, совпадения, замещения.

Метод измерения - совокупность приемов использования принципов и средств измерений. Под принципами измерений и построения СИ понимают совокупность физических явлений, на которых они основаны.

По физическому принципу все методы делятся на: электрические, магнитные, акустические, оптические, механические и т.д.

По принципам построения различают средства измерения прямого действия и сравнения и соответственно методы измерений – непосредственной оценки и сравнения. В средствах измерения прямого действия - неоднократные, последовательные преобразования измеряемой величины в процессе измерений. В средствах измерения сравнения- цепь обратного преобразования (уравновешивания).. Метод непосредственной оценки - значение измеряемой величины непосредственно считывают по шкале одного или нескольких СИ прямого действия, которые заранее проградуированы в единицах измеряемой величины или единицах других величин, от которых она зависит. Точность ограничена, но высокая быстрота процесса измерений. Метод сравнения- совокупность приемов использования физических явлений и процессов для определения соотношения однородных величин. Наиболее часто это соотношение устанавливается по знаку разности сравниваемых величин.

Нулевой метод – метод сравнения с мерой, в котором результирующий эффект сравнения измеряемой и образцовой величин доводят до нуля, т.е. f(х) = f(N). Это контролируется специальным средством измерения – нуль-индикатором (компаратором).

В дифференциальном методе мерой f(N) не полностью уравновешивают измеряемую величину f(x). Разность D = f(x) – f(N) измеряется прибором непосредственной оценки в масштабе измеряемой величины x. Дифференциальный метод позволяет получать результаты с высокой точностью даже при применении относительно грубых средств для измерения разности.

Метод совпадений – это метод сравнения с мерой, в котором разность между искомым и воспроизводимым мерой значениями ФВ измеряют, используя совпадения отметок шкал или периодических сигналов.

Метод замещения основан на сравнении с мерой, с помощью которой измеряемую величину замещают известной величиной, воспроизводимой мерой, сохраняя все условия измерений и характеристики средства измерений неизменными.