Министерство образования Российской Федерации
БИЙСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ)
Государственного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Алтайский государственный технический университет имени И.И. Ползунова»
Кафедра МСИА
Реферат на тему:
Характеристики качества приборов и систем
Выполнили:
студенты гр. ИИТ-02	Павлов А.Н., Новиков А.В.
Руководитель:
доцент кафедры МСИА	Сыпин Е.В.
Бийск – 2004

Содержание

	стр.
Введение ……………………………………………………………………………………	3
1 Погрешность ………………………………...…………………………………………...	4
2 Надежность ……………………………………………………………………………….	7
3 Информационная емкость ……………………………………………………………….	9
4 Статические характеристики ……………………………………………………………	11
5 Динамические характеристики …………………………………………………………	12
Заключение …………………………………………………………………………………	15
Список использованных источников ……………………………………………………..	16

ВВЕДЕНИЕ

Измерения производят с помощью средств измерений – технических средств, имеющих нормированные метрологические характеристики.

Измерительным прибором называют средство измерений, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Измерительная система – совокупность функционально объединенных измерительных, вычислительных и других вспомогательных технических средств для получения измерительной информации, ее преобразования, обработки с целью представления потребителю в требуемом виде либо автоматического осуществления логических функций контроля, диагностирования, идентификации. [1]

Таким образом, приборы и системы относятся к классу средств измерений. Отдельные виды и типы средств измерений обладают своими специфическими свойствами. Вместе с тем средства измерений имеют некоторые общие свойства и характеристики, которые позволяют сопоставлять средства между собой. К таким характеристикам относятся характеристики качества, включающие в себя погрешность, надежность, информационную емкость, статистические и динамические характеристики.

Целью написания реферата является, во-первых, поиск источников, освещающих тему реферата; во-вторых, подробное рассмотрение характеристик качества приборов и систем.

1 Погрешность

Важнейшей характеристикой средства измерений является погрешность, которую оно вносит в результат измерения, или, как принято говорить, погрешность средства измерений. Погрешность измерительного прибора представляет собой разность между показаниями прибора и истинным значением измеряемой величины. [1]

По способу числового выражения погрешности различают на абсолютные, выражаемые в единицах измеряемой величины, и относительные, выражаемые отношением абсолютной погрешности к истинному значению измеряемой величины. Таким образом, абсолютная и относительная погрешности вычисляются по формулам (1.1) и (1.2):

;

(1.1)

,

(1.2)

где – показание прибора;

– истинное значение измеряемой величины.

Часто вместо относительной погрешности применяется понятие приведенной погрешности средства измерений, выражаемой в виде отношения абсолютной погрешности к условно принятому значению физической величины, например к значению верхнего предела измерений.

Необходимо учитывать, что истинное значение физической величины практически неизвестно. Поэтому вместо истинного значения измеряемой величины приходится в формулы погрешностей подставлять действительное значение, найденное экспериментально и настолько близкое к истинному, что для данных целей измерений может использоваться вместо него. [2]

Для измерительных преобразователей погрешность может быть определена как по входу, так и по выходу преобразователя. Погрешность преобразователя по входу

,

(1.3)

где – функция, обратная номинальной статической характеристике преобразователя ;

– действительное значение входной величины;

– действительное значение выходной величины.

Погрешность преобразователя по выходу

.

(1.4)

Погрешности средства измерений зависят от внешних условий (влияющих величин), поэтому их принято делить на основную и дополнительные. Основной погрешностью средства измерений называют погрешность в условиях, принятых за нормальные для данного средства. Дополнительные погрешности средства измерений возникают при отклонении влияющих величин от нормальных значений (нормальных областей значений).

Если статическая характеристика преобразования средства измерений имеет вид

,

(1.5)

где y – выходная величина;

x — входная величина;

– влияющие величины,

то изменение выходной величины определяется не только изменением измеряемой величины , но и изменениями влияющих величин . В этом случае

.

(1.6)

В выражении (1.6) второй и последующие члены правой части являются составляющими погрешности. Если изменения влияющих величин находятся в пределах нормальных условий, то все указанные составляющие входят в состав основной погрешности. При отклонении влияющих величин за пределы нормальных условий приращения указанных составляющих образуют дополнительные погрешности от изменения величин .

Функции , , … , называются функциями влияния, в которых , , … , – нормальные значения влияющих величин; , , … , – влияющие величины, для которых определяют дополнительные погрешности. Производные , , … , называются коэффициентами влияния.

В зависимости от режима работы (статического или динамического) используемого средства измерений различают погрешности в статическом режиме (статические погрешности) и погрешности в динамическом режиме. В статическом режиме измеряемая величина и выходной сигнал, по которому оценивают результат измерения, являются неизменными во времени. В динамическом режиме выходной сигнал изменяется во времени. Инерция (тепловая, механическая, электрическая) средства измерений приводит к тому, что выходной сигнал не может правильно реагировать на быстрые изменения входной измеряемой величины, искажая таким образом представление о характере этих изменений. Погрешность, обусловленную инерционными свойствами, называют динамической погрешностью и определяют ее как разность между погрешностью в динамическом режиме и статической погрешностью, соответствующей значению измеряемой величины в данный момент времени.

Погрешности средств измерений могут иметь систематические и случайные составляющие.

Систематические погрешности представляют собой такие составляющие погрешности средства измерений, которые при неоднократном использовании средства измерений остаются постоянными или изменяются закономерно. Эти погрешности поддаются изучению и учету, в силу чего результат измерений может быть уточнен путем внесения поправок. Более того, стремятся создать средство измерений таким образом, чтобы исключить влияние систематических погрешностей.

Случайные составляющие приводят к неоднозначности показаний. Поэтому случайные составляющие погрешностей средств измерений стараются сделать незначительными по сравнению с другими составляющими. Большинство серийных измерительных приборов обладает этим свойством. Однако в приборах высокой чувствительности и точности случайная составляющая может быть соизмерима с систематической.

Важной характеристикой средств измерений является вариация выходного сигнала, под которой понимают разность между значениями информативного параметра выходного сигнала, соответствующими одному и тому же действительному значению входной величины при двух направлениях медленных изменений входной величины в процессе подхода к выбранному значению входной величины.

По зависимости от измеряемой величины погрешности средства измерений разделяют на аддитивные и мультипликативные.

Аддитивные (абсолютные) погрешности не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные (абсолютные) погрешности изменяются пропорционально измеряемой величине. Могут быть составляющие, имеющие более сложную зависимость от измеряемой величины, например, так называемые погрешности от нелинейности статической характеристики преобразования.

Различают погрешности конкретного экземпляра средства измерений и погрешности типа средств измерений. Тип средств измерений – совокупность средств измерений, имеющих одинаковые устройство, функциональное назначение и нормируемые характеристики.

Погрешность конкретного средства измерений характеризует только данный экземпляр средства измерений. Такая погрешность, обычно известная только для средств измерений, изготовленных в единичном экземпляре, или малой партией, или для специально поверенных средств измерений. Погрешность типа средств измерений характеризует всю совокупность экземпляров данного типа. Погрешность любого экземпляра данного типа не может превышать погрешности типа. Для приборов массового производства указывается погрешность типа. [1]