12. Методы измерений

– метод непосредственной оценки;

– сравнение с мерой.

1. При методе непосредственной оценки значение ФВ определяется прямо (непосредственно) по отчетному устройству средства измерения.

ИЦ – измерительная цепь

ОУ – отчетное устройство данного средства

Мера в данном методе отсутствует (недостаток)

2. Наиболее точным является метод сравнения с мерой. При сравнении с мерой изменяющуюся величину сравнивают с ФВ воспроизводимой мерой. Данный метод имеет следующие разновидности: противопоставления, дифференциальный, нулевой, замещения, совпадения.

а) противопоставления – измеряемая величина и величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на отчетное устройство измерительного прибора, с помощью которого устанавливается соотношение между ними.

М – мера, М = const

К = х / М

х = КМ

б) дифференциальный (разностный) – ОУ измеряет разность между измеряемой величиной и величиной, воспроизводимой мерой.

ЭС – элемент сравнения (сумматор)

а = х – М, М = const

х = М + а

Тонность метода тем выше, чем меньше разность а.

в) нулевой – измеряемая величина уравновешивается мерой.

х – М = 0, М = var

х = М

НИ – нуль-индикатор

Структурная схема с ручным уравновешиванием

В системах автоматизации этот процесс автоматизирован (осуществляется аавтоматическое уравновешивание). В этом случае функцию НИ выполняет усилитель, а функции оператора выполняет исполнительное устройство.

У – усилитель

ИМ – исполняющий механизм

М = var

х = М

г) замещения – измеряемая величина замещается известной, воспроизводимой мерой.

М = var

а = х – М, а = 0, х = М

1) I₁ = E / R_x

2) I₂ = E / R_M

R_M = var, I₂ = I₁, R_x = R_M

д) совпадения – используется совпадение отметок шкал или периодических сигналов измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой.

13. Погрешности измерения.

Точность – это близость результатов к истинному значению, чем ближе результат к истинному значению, тем точность выше.

Погрешности измерения – это отклонение результата от истинного значения, чем ближе результат к истинному значению, тем погрешность меньше.

n=1/;

где  – погрешность

n – точность

– Абс. Погрешность.

В общем виде погрешность изм-я вводят следующие составляющие:

Где - погрешность от нестабильности изм-ой величины X.

- погрешность метода изм-я

- погрешность органов чувств наблюдателя

- погрешность обработки результатов

-погрешность применяемого ср-ва измерения

Эта погр-ти можно уменьшить или сведены к 0.

В дальнейшем будем рассматривать

15. Классафикация погрешности средств измерения.

1. По режиму изм-я.

- статическая погр.; - динамич.погр..

2. По внешним условиям прим-я

- основная; - дополнительная

3. По размерности

- абс-я, - относ-ая, -приведенная

а) - величина размерная, это количественная сторона рез-та, но не качественная

Для оценки качественной стороны рез-та изм-я, вводится понятие абс.погрешности.

б) в) ; N – const.

Для аналоговых средств изм-я: N-это придел изм-я N=X_з-X_н

4. По хар-ру проявления

- систематическая, - случайная

H – вариация(гистерезис)

Систематическая – это погрешности, остающиеся пост-ми или изменяется по опр-му закону от измерения к измеряемого.

т.о. данная составляющая м.б. исключена из рез-та, такой рез-т будет правильным.

Сущ-т различные способы исключения систематических погр-ей

Случайная – это составляющееся погр-ти, изменяющееся случайным образом.

Исключить ее из рез-та невозможно, но оценить необходимо.

Вариация(гистерезис) – это разность м/у результатами полученными при прямом и обратном ходах, при измерении одного и того же истенного зачения.

5) По характеру связи и уровнем измеряемой величины.

а) аддитивная(не зависит от уровня измеряемой величины)

б) мультипликативная(пропорциональна уровню измеряемой величины)

в) степенная , где n=2,3…

г) периодическая

д) комбинированная

Т.о. общая погрешность в общем случае имеет след. вид:

Где - систематическая составляющая основной погрешности.

- случайной составляющая основной погрешности.

- основная погрешность обслуживания вариацией

- сумма дополнительных погрешностей