Присвоение класса точности информационно-измерительной системе (иис)

Объект исследования. ИИС толщины металлической ленты в процессе ее изготовления на прокатном стане.

Средняя скорость движения ленты 60 м/мин, первичный измерительный преобразователь фирмы Vollmer.

Система за две секунды производит 100 наблюдений и размещает их в ПЗУ контроллера. Полученный массив данных контроллер подвергает математической обработке по ниже приведенному алгоритму. Предварительно оператор задает системе значение доверительной вероятности. Результат измерения в виде значения толщины и ее погрешности отображается на дисплее и передается по каналу обратной связи системе автоматического управления толщиной проката.

Цель работы. По результатам аттестации ИИС толщины ленты присвоить системе класс точности измерения.

Методика аттестации. Значение класса точности определяется наибольшей допустимой погрешностью. Структурная схема исследуемой системы имеет вид:

а ее математическое выражение описывается уравнением:

где Y и Х – выходной и входной сигналы;

k – коэффициент передачи.

Поочередно на систему подают входные сигналы X_j, равные 1, 2, 3,… 9, где j – номер поверяемой точки. При каждом неизменном входном сигнале система выполняет 100 наблюдений выходного сигнала Y_ji. Полученный массив наблюдений подвергают математической обработке статическими методами с целью определения погрешности. По результатам расчета присваивают класс точности ИИС.

Алгоритм вычислений.

Для каждого массива наблюдений выходного сигнала рассчитывают:

1) среднее арифметическое значение (результат измерения):

где N – количество наблюдений в j-ом массиве;

Y_ji – i-ое наблюдение j-го массива.

2) среднеквадратическую погрешность результата измерения:

.

3) задавшись доверительной вероятностью Р_д = 0,95 по таблице функции Лапласа, определяем соответствующее значение аргумента функции, равное Z(0,95) = 1,89 и вычисляем случайную погрешность .

4) рассчитываем неисключенную систематическую погрешность (НСП) по выходу системы измерения:

,

где kX_j = Y_jn – значение нормированной величины на выходе, если на вход подан сигнал X_j..

5) определяем для каждой точки абсолютную погрешность измерения:

и относительную погрешность измерения:

.

6) выбираем из всех максимальное значение погрешности. Выбираем из ряда 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 4,0; 5,0; 6,0 число ближайшее большее к. Это значение и следует присвоить в виде класса точности исследуемой системе.

Практические указания для выполнения работы

Предлагается на любом языке программирования и в любой операционной системе разработать программу, которая в итоге сможет присвоить класс точности исследуемой системе.

Исходными данными для расчетов являются входные сигналы X_j и выходные сигналы Y_ji, полученные в каждой поверяемой точке j.

Коэффициент передачи k следует принять равным 3,17. Необходимо задаться значением доверительной вероятности, принятой для технических общепромышленных измерений.

Программа должна выдавать значения ,S_j, ,,в каждой точке и в соответствие с пунктом 6 присвоить класс точности ИИС.

Для наглядности программа должна построить на одном графике следующие зависимости ,,и.

Программа должна содержать удобный пользовательский интерфейс (диалоговые окна).

Разработать в структурном виде алгоритм вычислений.

Содержание отчета.

Отчет должен содержать работающую программу в электронном виде и описание программы в бумажном виде.