Пособы суммирования погрешностей.
Задача суммирования погрешностей возникает при расчете результирующей погрешности средства измерений, когда известны погрешности отдельных его блоков, при оценке погрешностей косвенных измерений, при наличии нескольких источников погрешностей.
Н
аиболее
распространены алгебраическое
суммирование систематических погрешностей
с учетом собственных знаков
И геометрическое суммирование среднеквадратичных оценок случайных погрешностей с учетом их корреляционных (зависимых) связей
где M, N – числа источников соответствующих погрешностей. Возможны случаи, когда θ∑=0, хотя θi≠0. Если же ≠0, то и ≠0.
П
ри
наличии двух случайных величин
где ρ – коэффициент корреляции (связи).
По степени коррелированности погрешности обычно подразделяются на сильнокоррелированные (|ρ| от 1 до 0,7) и слабокоррелированные (|ρ| от 0 до 0,7). Сильнокоррелированными обычно оказываются погрешности, обусловленные одной общей причиной.
Н
а
практике для сильнокоррелированных
погрешностей принимают ρ=±1. В этом
случае
Т.е. среднеквадратичные значения сильнокоррелированных погрешностей должны суммироваться не геометрически, а алгебраически с учетом их знаков.
Е
сли
же погрешности не
коррелированы
(ρ=0), то их следует суммировать
геометрически
как независимые случайные погрешности
Если одна из составляющих случайных погрешностей меньше общей погрешности примерно в три раза, то этой погрешностью можно пренебречь (32≈10).
1.11. Классификация средств измерения.
Средства измерений – это технические средства, используемые при измерениях и имеющие нормированные метрологические харак-теристики (это те характеристики, от которых зависит точность результатов измерений). Различают такие виды средств измерений: меры, измерительные приборы, измерительные преобразователи, измери-тельные установки и измерительные системы.
Мера – это средство измерений, предназначенное для воспро-изведения физической величины заданного размера. Меры бывают однозначные, многозначные, а также наборы мер. Однозначная мера воспроизводит физическую величину одного размера (конденсатор постоянной емкости, гиря). Многозначная мера воспроизводит ряд значений одной и той же физической величины различного размера (конденсатор переменной емкости, линейка с миллиметровыми делениями). Набор мер – это специально подобранный комплект мер для воспроизведения ряда значений одноименных величин различного размера (магазины сопротивлений, емкостей, набор гирь, набор концевых мер длины). Магазин мер – это набор мер, конструктивно объединенных в одно целое.
Измерительные приборы – это средства измерений, предназна-ченные для выработки информации о значениях измеряемой величины в форме, доступной для непосредственного восприятия оператором. Измерительные приборы делятся на аналоговые, показания которых являются непрерывной функцией измеряемой величины, и цифровые, которые формируют измерительную информацию в дискретной форме и дают показания на цифровом табло. Измерительные приборы подразделяются также на показывающие, которые допускают только считывание показаний оператором, и регистрирующие, в которых предусмотрена регистрация показаний. Регистрирующие приборы могут быть самопишущими (с записью показаний в форме диаграммы) и печатающими, в которых предусмотрено печатание показаний в цифровой форме.
По роду измеряемой величины приборы делятся на амперметры, вольтметры, омметры и т.д. Особую группу приборов составляют комбинированные приборы – мультиметры, обеспечивающие возможность измерения нескольких величин.
Приборы могут быть стационарные (щитовые – их корпуса приспособлены для жесткого крепления на месте установки) и переносные. По степени защищенности различают обыкновенные, пыле-, водо-, брызгозащищенные, герметические и др. приборы.
Измерительные преобразователи – это средства измерений, предназначенные для выработки информации о значениях измеряемой величины в форме, удобной для передачи, преобразования, обработки или хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию оператором. На вход измерительного преобразователя подается входная преобразуемая величина х. Выходная величина преобразователя y связана с входной зависимостью y=F(x), которая называется функцией преобразования. Функция преобразования может задаваться таблицей, графиком или формулой.
Измерительные преобразователи могут преобразовывать электрические величины в электрические, неэлектрические величины в электрические (датчики) и электрические величины в неэлектрические. В зависимости от назначения измерительные преобразователи подразделяются на масштабные, предназначенные для изменения значения величины в заданное число раз, и преобразователи рода величины. По роду выходной величины измерительные преобразователи неэлектрических величин в электрические (датчики) делятся на генераторные, у которых входная величина преобразуется в ЭДС или ток, и параметрические, у которых входная величина преобразуется в один из параметров электрической цепи: R, L,C или M.
Измерительная установка – это совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, расположенных в одном месте.
Измерительные системы – это совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналом связи. Они предназначены для автоматического получения измерительной информации от ряда источников, а также для передачи, обработки и представления измерительной информации в той или иной форме. Измерительные системы, которые обслуживают отдаленный объект, называются телеизмерительными. В них передача измерительной информации осуществляется по проводам и радиоканалам.
Измерительную систему, в которой предусмотрена возможность представления информации оператору, называют информационно-измерительной (ИИС). Если в состав измерительной системы входит свободно программируемая ЭВМ, то система называется измерительно-вычислительным комплексом (ИВК). Наиболее перспективным представляется использование в составе ИИС аналого-цифровых преобразователей, микропроцессоров и цифро-аналоговых преобразо-вателей, что позволяет обрабатывать и анализировать измерительную информацию в цифровой форме.