1.3 Вероятностные оценки погрешности измерения
В зависимости от характера изменения погрешности, её различают:
- систематические - это составляющие погрешности, остающиеся постоянными или закономерно изменяющиеся при повторных измерениях одной и той же величины;
- случайные - это составляющие погрешности, изменяющейся случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины.
Погрешность измерения Δ - это случайная величина, проявляется в непредсказуемых случайных изменениях результата измерения одной и той же величины в неизменных условиях одним и тем же средством измерения, одним и тем же наблюдателем.
Следовательно,
результат измерения х
- также случайная величина и характеризуется
математическим ожиданием М[х]
и дисперсией D[x]
(или СКО
).
Численные значения этих параметров находятся путём многократных измерений за интервал времени Т (то есть это - статистические измерения, и обрабатываются методами теории вероятности).
Однако большинство измерений выполняется путём однократного наблюдения - и показания прибора принимают за результат измерения с максимальной абсолютной погрешностью Δmax. Она определяется по классу точности δкп прибора:
,
АК
- предел диапазона измерения.Погрешность
измерения Δ
есть сумма
систематической Δс
и случайной
составляющих:
Δ = Δс +
.
Систематическая погрешность остаётся постоянной или закономерно изменяется при повторных измерениях одной и той же величины - это математическое ожидание погрешности измерения: Δс = М[Δ];
Случайная погрешность изменяется случайным образом при повторных измерениях одной и той же величины. Она является случайной величиной с математическим ожиданием равным нулю: M[ ] = 0.
1.4 Средства измерений
Средствами электрических измерений называются технические средства, используемые при электрических измерениях и имеющие нормированные метрологические характеристики.
Мера - средство измерений, предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. Различают однозначные меры, многозначные меры и наборы мер.
Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера; многозначная - ряд одномерных величин разного размера. Наборы мер - наборы мер одноименных величин.
Пример: однозначная мера - нормальный элемент, катушка сопротивления.
Пример: многозначная мера - конденсатор переменной емкости.
Пример: набор мер - магазин сопротивлений.
Измерительный прибор - средство измерений, предназначенное для выработки сигналов измерительной информации, т. е. информации о значениях измеряемой величины, в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.
Измерительные приборы классифицируются по различным признакам, рисунок 1.2.
Рисунок 1.2 - Классификация измерительных приборов
Измерительные преобразователи: средства измерений предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателем.
Существуют два вида преобразований.
А) Преобразование электрических величин в электрические. Б) Преобразование неэлектрических величин в электрические.Некоторые виды ИП названы датчиками - под ними понимают ИП размещенные непосредственно на объекте измерения и удалены от места отображения, обработки или регистрации информации.
Измерительная установка: совокупность функционально и конструктивно объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенных для рациональной организации измерений. Пример: установка для проверки электрических счетчиков энергии.
Измерительные системы: совокупность средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи. В системах часто информация поступает с большого числа датчиков.
Пример: при стендовых испытаниях крупнейшего в России турбогенератора мощностью 1200 МВт, созданного в ПО "Электросила", к нему было подключено 1500 датчиков.
Каналы связи ИС могут быть как проводными (кабельными), так и радио. В этом случае ИС называют телеизмерительными.
Разновидностью ИС являются системы автоматического контроля и ИВК.