Определение наиболее вероятного значения измеренных величин в результате статистической обработки

При проведении «n» измерений среднее значение определяется как среднеарифметическое ,

среднеквадратичное отклонение :

.

Если случайные погрешности взаимно независимы, то вероятность появления различных результатов удовлетворительно описывается нормальным законом распределения Гаусса. Плотность вероятности для измеряемой величины «m» в этом случае равна:

Плотность вероятности соответствия измеряемой величины ее истинному значению зависит от соотношения видов ошибок.

1 – систематические ошибки малы, а случайные значительны (плохая сходимость);

2 – систематические и случайные ошибки значительны;

3 – значительные систематические ошибки и небольшие случайные;

4 – малые ошибки.

Градуировка датчика

Это совокупность операций, позволяющих в графической или алгебраической форме выразить соотношение между значениями измеряемой величины и электрическими величинами на выходе с учетом всех дополнительных факторов (параметров окружающей среды, влияющих на физические величины).

Градуировка бывает простая и комплексная. Простая проводится когда измеряемая величина определяется единственным физическим параметром имея соответствующий электрический сигнала на выходе.

Бывает прямая или абсолютная градуировка с использованием эталонов или образцовых средств.

Косвенная или сравнительная градуировка использует образцовый датчик, градуировочная кривая которого известна, а стабильность высокая. Проводится:

- в градуировочной форме - строится градуировочная кривая.

- в алгебраической форме - находится характеристическое уравнение датчика.

Комплексная градуировка проводится в случае воздействия на датчик дополнительных параметров. При комплексной градуировке для построения точной калибровочной кривой датчик подвергается воздействию упорядоченной последовательности номинальных значений измеряемой величины:

а) устанавливают датчик на нуль;

б) определяют величину сигнала при увеличении измеряемого параметра, а затем при его уменьшении.

Если существует зависимость сигнала от частоты, то:

а) определяют частотную характеристику датчика при постоянной амплитуде;

б) определяют зависимость сигнала от амплитуды при постоянном значении f.

Если реакция датчика зависит от температуры, то проводят серию градуировок при различных температурах в диапазоне работы датчика.

Это же делают и для других влияющих величин.

Пример: градуировка фототранзистора (датчики оптического излучения). Его сигнал (коллекторный ток) зависит от

1. потока излучения Ф с длиной волны λ;

2. от угла падения излучения α;

3. от напряжения коллектор-эмиттер;

4. от сопротивления нагрузки;

5. от температуры.

Для каждого параметра проводится градуировка. По полученным градуировочным кривым путем интерполяции определяют характеристику датчика для конкретных условий работы.

Воспроизводимость результатов

Это индивидуальное свойство датчиков, обеспечивающее уверенность в идентичности выходных сигналов всякий раз, когда датчик будет использоваться в одинаковых условиях. Воспроизводимость определяют, проводя две и более последовательных градуировки (выявляя случайные погрешности). Различные датчики с высокой воспроизводимостью могут быть взаимозаменяемыми. Взаимозаменяемость такое качество серии датчиков, которое гарантирует идентичность результатов (с определенным допуском) при использовании в одинаковых условиях. Воспроизводимость есть результат точного соблюдения технологий производства, выбора и свойств материала, качества сборки, проведения качественного выходного контроля при выпуске датчиков.