Без инструментальные:
Органолептические (на использование органов чувств).
Эвристические (основаны на интуиции).
Инструментальные:
По непрерывности
Непрерывные
дискретные
По скорости изменения измеренного сигнала.
Статические
динамические
По степени участия человека:
Автоматические
неавтоматические
По кол-ву измерений:
Однократные
Многократные
По точности измерений
С точным оцениванием погрешности.
С приближенным оцениванием погрешности.
По способу получения результатов измерений:
Прямые
Косвенные
Совместные
Совокупные
Методы измерений
Безинструментальный метод.
Ранжирование. Заключается в растановке измеряемых величин в возрастании или убывании.
Метод попарного сопоставления. Первоначально идёт попарное сравнение (больше, меньше, лучше, хуже) далее следует ранжирование на основе попарного сопоставления.
Экспертный метод.
Методы инструментальных измерений.
Метод непосредственной оценки. Значение измеряемой величины следует по показанию одного (прямые измерения) или нескольких (косвенные) приборов заранее проградуированных в единицах измеряемой величины или в еденицах других величин от которых зависит измеряемая величина.
Нулевой метод. Метод сравнения измеряемой величины с мерой при котором результирующий эффект воздействия величин на индикатор доводится до нуля.
Дифференциальный. Значение измеряемой величины в результате сравнения следует по разности одновременно производимых этими величинами эффектов и по известной величине воспроизводимой меры.
Замещения. Заключается в поочередном измерении искомой величины и измерения этим же прибором меры воспроизводящей однородную с измеряемой величиной.
Совпадений. Разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой измеряют используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов (штангенциркуль).
Чередования. Две почти равные величины меняются местами при переходе от 1-го измерения ко второму.
Анологии. Измерительную инф-ю получают от модели объекта.
Повторений. Производится несколько повторений одной и той же величины разными процедурами.
Перечислений. Заключается в определении отношений двух величин путем подсчета.
3. Средства измерений. Точность измерений.
С.И.-техничекие средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.
Классификация по сложности:
меры – средства измерений предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера.
Измерительные преобразователи. Предназначены для выработки <сигнала> измерительной инф-ии в форме удобной для передачи дальнейшего преобразования, обработки или хранения, по непосредственным наблюдениям не воспринимае6м.
Измерительные приборы. Средства, предназначенные для обработки сигнала измер-ой инф-ии в форме для доступной. Измерительная установка. Совокупность функциональна и конструктивно объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенных для рациональной организации измерений.
Измер-ые инф-ые системы – совокупность средств измерений и вспомагательных устройств, предназначенных для автоматического сбора измерительной информации из ряда источников, передачи её на расстояние по каналам связи и представления в том или ином виде.
Классификация по точности измерений:
Образцовые
Рабочие.
Влияние окружающей среды.
В момент измерения на средства измерения оказывает влияние окружающая среда, оператор, объект измерения и источник вспомогательной энергии (Влияние взаимное).
Хар-ки окружающей среды, в которых проводится измерение называют условием измерения (климатические условия (t, p, влажность), электрические, магнитные поля, механические и акустические факторы, ионизирующие излучения, газовый состав атмосферы), т.к. оказывают влияние на результат измерений, то для средств измерения в нормативной технической документацией указываются условия, в которых нормированы их метрологические характеристики. Метрологические характеристики средств измерений нормируют раздельно для нормальных и рабочих средств измерения.
Нормальные – условия, при которых изменение метрологических характеристик воздействием влияющих величин принято пренебрегать. В нормальных условиях инструментальную погрешность называют основной ….
Рабочие условия отличаются от нормальных более широким диапазоном изменений влияющих величин. Влияние условий учитываются с помощью ф-ций влияния, возникающую при этом значительную погрешность называют дополнительной.
Обозначение средств измерений:
M – мощность; Ч – частота; А – для силы тока; В – вольтметр; Ф – Фазометр
На
корпусе прибора указывается класс
точности, обозначение единиц измерений,
род тока (-,~), прочность изоляции (
) положение прибора (
),
принцип действия прибора (
).
Характеристики средств измерений делят на 2 группы:
метрологические
неметрологические.
Хар-ки оказывающие влияние на точность измерений называют метрологические, нормирование хар-к является целью оценки точности измерений, сравнение средств измерений между собой для обеспечения требуемой точности и с целью достижения взаимозаменяемости.
Проверка метрологическим органом в соответствии с метрологическими характеристиками. Нормам и установления на этой основе пригодности средств измерений, к применению называется поверкой.
Метрологические характеристики:
Ф-ция преобразования. Зависимость между информационными параметрами выходных и входных параметров средств измерения.
Чувствительность. (Коэффицент преобразования) – отношение приращения выходного сигнала к вызвавшему его приращение к изменению.
Постоянная прибора. С=1/S.
Цена деления. Разность значений величины соотв. двум соседним отметкам шкалы.
Разрешающая способность – значение 1-ой единицы <херь> отсчетного устройства.
Порог чувствительности – наименьшее изменение входной величины, способное вызвать заметное изменение показаний приборов.
Диапазон измерений – область значений измеряемой величины, для к-ой нормировано допускаемые <подвижности> приборов.
Погрешность – отклонение показаний средств измерений от истинных значений измеряемой величины.
Точность – качество средств измерений, отражающее близость к нулю её погрешности. Хар-ется классом точности.
Время установления показаний – время установления выходного сигнала при скачкообразном изменении входного сигнала.
Неметрологические:
Помеха устойчивость – способность выполнить свои ф-ии без помех.
Надежность – способность сохранить свои эксплутационные показатели в течении требуемого промежутка времени.
Сопротивление изоляции
Основные вопросы теории погрешностей
Погрешность – одна из основных метрологических характеристик.
Любая погрешность состоит из отдельных составляющих, каждая составляющая образована своими причинами.
По причине возникновения:
- Инструментальная – обусловлена несовершенством применяемых средств измерения. Причины: изменение параметров конст. регулировки приборов.
- Методическая – обусловлена несовершенством методом измерения силы упрощения, допущения при измерениях. Причины: влияние средств измерений на измеряемую величину, приближенные формулы.
- Субъективная – обусловлена индивидуальными особенностями экспериментатора, его опытности, внимательности.
По закономерности появления:
- Систематические: составляющая, которая остается постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины. Причины: Погрешность градуировки прибора.
- Прогрессирующие: погрешности, закономерно изменяющиеся при повторных измерениях одной и той же величины. Рассматривается как частный случай систематических. Причины: процесс старения аппаратуры.
- Случайные – (Случайным образом). Причины: Внутренние шумы электр. схем, наводки.
- Грубые – Погрешности, существенно превышающие ожидаемое значение. Причины: резкие и непредсказуемые изменения влияющих величин.
- Промахи – погрешности, обусловленные неправильными действиями экспериментатора, пример – описка.
По скорости изменения измеряемой величины.
- Статические – при измерении постоянной во времени величины.
- Динамические – разность между измерением в дин-ом режиме и статической погрешности.
По зависимости погрешности от уровня измеряемой величины.
- Аддитивные не зависят от измеряемой величины. Причины: <дрейф нуля, наложение полей на показания измерения>.
- Мультипликативная – изменяются пропорционально измеряемой величине. Причины: Изменения коэффициента преобразования.
По условиям проведения эксперимента.
Основные – Погрешность средств измерений, использующих в нормальных условиях.
Дополнительные – Вызвана отклонением одной из влияющих величин от нормального значения
По способу выражения:
Абсолютные – разность между номинальным значением меры и истинным значением воспроизводимым величиной. Абс. погрешность преобразования – разность между значением величины на входе преобразователя определяемым истинным значением на его выход с помощью градуированной хар-ки и истинным значением на входе.
Относительные – отношение абсолютной погрешности к значению измеряемой величины.
Приведённая – отношение абсолютной погрешности к нормированному значению измеряемой величины.
Математическое описание погрешностей
Погрешность описывается не стационарным, случайным процессом, а статическим характеристиками которые меняются во времени.
Типичная реализация этого процесса – зависимость погрешности конкретного средства измерения от времени. Эту зависимость в большинстве случаев можно определить в виде суммы быстро изменяющей флуктуационной составляющей E(t) и медленно меняющегося среднего значения Q(t).
Статическая погрешность постоянна или медленно меняется.
Некоторые составляющие её могут быть описаны с помощью детерминированных ф-ий времени, на них оказывает влияние изменение влияющих величин.
Статическая погрешность складывается из нескольких составляющих. Анализ причин, вызвавших возникновение отдельных составляющих позволит установить приближенные математические модели, пригодные для оценки систематической погрешности.
Случайная – описывается эргодическим случайным процессом с нулевым математическим ожиданием.
Наиболее полной характеристикой случайной погрешности являются функции распределения. По известной дифференциальной функции распределения (плотности вероятности) p(ε) можно определить вероятность пребывания случайной погрешности в заданных границах от Δн до Δв.
Поскольку общая погрешность Δ = Θ + ε, то её плотность вероятности можно получить сместив график p(ε) на Θ.
График называется вероятность распределения погрешности.
Существует ряд законов распределения погрешности, которые необходимо знать, чтобы решить вопрос о вычислении границ погрешности.
Например, погрешности с неизвестным законом распределения заданные своими пределами (погрешности квантования) подчиняются равномерному закону. Помехи, вызванные наводками гармонического напряжения – законы арксинуса. Гауссовскому (нормальному) закону подчиняется случайная погрешность определяемая суммой большого числа статически независимых составляющих с конечными дисперсиями.
Числовыми характеристиками случайных погрешностей является математическое ожидание, дисперсия, асимметрия распределения и эксцесс распределения.