материалы за 2021г / лекции презентации / Лекция 06. Систематические погрешности
.pdf
Национальный исследовательский университет «МИЭТ» ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Метрология и электро-радиоизмерения
Курс лекций Лекция 6. Систематические погрешности
Калеев Дмитрий Вячеславович
Доцент Института микроприборов и систем управления, к.т.н. kaleev@org.miet.ru
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Содержание лекции
•классификация систематических погрешностей;
•классы точности средств измерения;
•внесение поправок в результат изменения;
•обработка неисправленных систематических погрешностей;
•задачи к экзамену.
2
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Классификация систематических погрешностей
Систематическая погрешность - составляющая погрешности измерения, остающаяся постоянной или же закономерно изменяющаяся при повторных измерениях одной и той же величины.
3
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Систематические погрешности Методы обнаружения и исключения
Для исключения постоянных систематических погрешностей:
–метод замещения;
–метод противопоставления;
–метод компенсации погрешности по знаку;
–метод рандомизации.
Для исключения переменных систематических погрешностей:
– метод симметричных наблюдений;
4
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ
Метод замещения для исключения сист. п.
Пусть у нас есть неточный мост, в котором R2 != R1, тогда значение Rx не равно подстраиваемому значению R3:
3
2 = 1
Тогда если мы подберем сопротивление R_true из магазина сопротивлений, то значение Rx = R_true вне зависимости точности моста.
Лекция 6
Пример с позапрошлой лекции
5
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Метод копм. по зн. для исключения сист. п.
Рассмотрим измерение ЭДС x с помощью потенциометра постоянного тока, имеющего паразитную термо-ЭДС e
Выполнив одно наблюдение, получаем E1. Затем переключаем полярность измеряемой ЭДС,
изменяем направление рабочего тока в потенциометре и вновь уравновешниваем измеряемую ЭДС – получаем E2. Если термо-ЭДС дает погршность e, то E1=x+e, E2 =x-e.
x = (E1+E2)/2;
6
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Метод симметричных наблюдений
Применяется для исключения прогрессирующего влияния какого-либо фактора, являющегося линейной функцией времени (например, постепенного прогрева аппаратуры, падения напряжения в цепи питания, вызванного разрядом аккумулятора и т.д.).
Способ симметричных наблюдений заключается в |
Прогрессивная погрешность |
|||
|
|
|
|
|
том, что в течение некоторого интервала времени |
|
|||
выполняется несколько измерений одной и той же |
|
|||
величины постоянного размера и за окончательный |
|
|||
результат |
принимается |
полу-сумма |
отдельных |
|
результатов, симметричных по времени относительно середины интервала. Рекомендуется использовать данный способ, когда не очевидна возможность существования прогрессивной погрешности.
7
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Классы точности СИ
Класс точности средства измерений - обобщенная характеристика средства измерений, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах на отдельные виды средств измерений.
|
|
|
|
Формула для определения |
Примеры |
Обозначение класса точности |
|
|
|||
|
|
|
|
пределов допускаемой |
|
|
Примечание |
|
|||
|
|
|
|
|
На средстве |
|
|||||
|
|
|
|
пределов |
В документе |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
|
погрешности |
измерения |
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= ± |
0,5 |
Класс точности 0,5 |
М |
Мультипликативная |
|
|
|
|
|
|
|
погрешность |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аддитивная и |
|
|
|
|
|
= ±( + к) |
0,01/0,02 |
Класс точности 0,01/0,02 |
С |
мультипликативная |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
погрешность |
|
|
|
|
|
= |
Τ к 100 |
1,0 |
Класс точности 1,0 |
1,0 |
Аддитивная погрешность |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
Τ р 100 |
0,5 |
Класс точности 0,5 |
0,5 |
Аддитивная погрешность |
|
|
|
|
|
|
(шкала) |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
= |
Τ 100 |
1,5 |
Класс точности 1,5 |
1,5 |
Мультипликативная |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
погрешность |
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Аддитивная и |
|
|
|
|
|
= + кΤ − 1 |
0,15/0,1 |
Класс точности 0,15/0,1 |
0,15/0,1 |
мультипликативная |
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
погрешность |
8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Нормирование погрешностей средств измерения
|
|
|
|
|
|
Нормирующее значение при характеристике шкалы |
|
|
Расположение нулевой |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Виды шкалы |
|
|
Существенно |
|
|||
отметки |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
Равномерном, практически |
неравномерном (степенные, |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
равномерном |
логарифмические, |
|
|
|
|
|
|
|
|
гиперболические |
|
На краю диапазона |
|
|
|
шк |
|
max |
шк |
|
0 |
|
|
max |
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Вне диапазона |
|
|
|
раб |
|
minmax |
раб |
|
измерений |
0 |
min |
max |
|
|
|||
|
|
|
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|||
Внутри диапазона |
|
|
|
шк |
|
max|| |
шк |
|
|
|
|
max |
|
|
|||
измерений |
min |
|
0 |
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Условный ноль |
|
|
|
|
|
2 − 1 |
- |
|
|
1 |
2 |
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|||
Установленное |
|
|
|
|
|
ном |
- |
|
значение |
|
|
ном |
|
|
|||
|
|
|
|
9 |
||||
|
|
1 |
|
2 |
|
|
|
|
ИНСТИТУТ МИКРОПРИБОРОВ И СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ |
Лекция 6 |
Нормирование погрешностей средств измерения
|
Норма для электронных |
||||
Наименование параметра |
осциллографов класса |
||||
|
точности |
|
|||
|
|
|
|||
|
|
|
|
|
|
|
1 |
2 |
3 |
4 |
|
|
|
|
|
|
|
Основная погрешность измерения напряжения, % не более |
3 |
5 |
10 |
12 |
|
|
|
|
|
|
|
Основная погрешность коэффициентов отклонения, % не более |
2,5 |
4 |
8 |
10 |
|
|
|
|
|
|
|
Основная погрешность измерения временных интервалов, % не |
3 |
5 |
10 |
12 |
|
более |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Неравномерность вершины переходной характеристики, % не |
1,5 |
2 |
3 |
5 |
|
более |
|||||
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
Осциллографы С1-64, С1-76
10