
- •Методика расчета метрологических характеристик измерительных каналов информационно-измерительных систем по метрологическим характеристикам компонентов
- •Содержание
- •1. Метрологические характеристики, подлежащие расчету
- •2. Исходные данные для расчета mx ик
- •3. Расчет mx ик иис в статическом режиме
- •4. Расчет mx ик иис в стационарном динамическом режиме
- •Приложение 1 Справочное
- •Приложение 2 формулы расчета mx измерительных каналов иис
- •Приложение 3 математические модели си, составляющих иис, и, их mx
- •Приложение 4
- •Приложение 5 Типовые структуры информационно-измерительных систем
Приложение 2 формулы расчета mx измерительных каналов иис
1. Расчет ƒн(x).
Исходные данные из п. 3.1 подставляем в следующие формулы:
при
i =1,2,...., N-1;
AN= 1;
.
Затем вычисляем
ƒн(x)=A°x + a.
2. Расчет М[Δс(х)], σ[Δс(х)].
На основании исходных данных из п. 3.1.2 вычисляем вспомогательные величины:
Вi=
(Вк+Ак)
при i=0,1,...,N-1;
Q
=
[(Вк+Ак)2+G
при i=0,1,...,N-1;
BN=AN=
=1;
Ai= Ак при i=0,1,...,N-1;
b=
-
;
B=B˚- A˚.
Подставляем их в следующие формулы:
М[Δс(х)]=Bx+b
σ[Δс(х)]=<x2[Q
-(B˚)2]+
>1/2.
3. Расчет Δс.д.
Используем исходные данные п. 3.1.3 для вычисления вспомогательных величин; обозначим λi = Δс.дi, q1 = q, тогда:
qi = qi-1Ai-1 при i=2,3,...,N;
BN=1; Bi-1=Bi(Ai+2λi/qi) при i=2,3,...,N-1.
Затем вычисляем
.
4. Для вычисления М(Δсi) и σ(Δсi) используем исходные данные п. 3.1.4.
Обозначим:
yoi = xi - входной сигнал i-го канала компонента.
Вычислим вспомогательные величины:
при
s =
1,2,...,N;
при
s=2,3,...,.N,
где Aiis =Ais; Aкis = 0 при k ≠ i
ysi имеет смысл математического ожидания выходного сигнала i-гo канала s-гo блока.
Дальнейшие вычисления проводят по формулам:
σ(Δс.i) = σNi(Δс).
5. Расчет σд( ).
Для вычисления σд( ) ИК используем исходные данные п. 3.1.4.
Обозначим
q1 = q;
λi = Δс.дi;
при
i =1,2,…,N.
Вычислим вспомогательные величины:
qi = qi-1 Ai-1 при i = 2,3, ...,N;
BN = SN = 1;
Вi-1 = Вi(Аi
+
)
при i=
1 ,2, . .N;
при
i= 1 ,2, . .N;
Ci,i+1=1;
при
j > i+1.
Затем вычислим
6. Расчет Δд.
Для вычисления Δд используем исходные данные п. 3.1.6.
Введем обозначения:
i
= αiδi;
при
i= 1 ,2, . .N.
Здесь
-
параметр перебора, который при каждом
i= 1 ,2, . .N принимает значения 0 или
1.
Вычислим по формулам приложения 3,
п. 3
вспомогательные величины Bi, Вi,
,
Сij, qi.
Введем функцию V (α1, α2, …, αN) от величины αi:
Расчет Δд соответствует задаче поиска max V(α1, …, αN) при условии, что αi может принимать одно из двух значений αi =0 или αi =1.
Например, при N = 3 необходимо вычислить восемь значений V(0, 0, 0), V (0, 0, 1), V (0, 1, 0), V (1, 0, 0), V (1, 0, 1), V (0, 1, 1), V (1, 1, 0), V (1, 1, 1) и выбрать наибольшее из них.
7. Расчет ψM(Δc) (ξ1, ξ2, …, ξp); ψσ(Δc) (ξ1, ξ2, …, ξp).
Для вычисления функций влияния используем исходные данные п. 3.2.1.
Вычислим вспомогательные величины:
Biξ=Bi+α2i(ξ1,
…, ξp); biξ=bi+α1i(ξ1,
…, ξp);
;
.
Подставив их в формулы приложения 2,
п. 2,
вычислим
при
i = l, 2, .... N.
Эти величины используем для вычисления
М[Δс(х)] и подставим их в формулы
приложения 3,
п. 2
вместо R,
,
b.
Затем по формулам приложения 2,
п. 2
вычислим
и
.
Затем вычислим искомые функции влияния:
ψM(Δc) (ξ1, ξ2,
…, ξp) =
-
;
ψσ(Δc) (ξ1, …, ξp)
=
-
.
8. Расчет ΔΔс.д.
Для расчета используют исходные данные п. 3.2.2. Вычислим вспомогательные величины λiξ при i = 1, 2, ..., N:
λiξ = (1+Ki) λi.
По формулам приложения 2, п. 3 вычислим Δс.д. Используя λiξ вместо λi по формулам приложения 2, п. 3 вычислим Δс.д(ξ1, …, ξp). Требуемую характеристику находят по формуле
ΔΔс.д(ξ1, …, ξp) = KΔс.д,
где K= (Δс.д(ξ1, …, ξp))/ Δс.д.
9. Расчет Δд( )(ξ1, …, ξp).
Для расчета используют исходные данные п. 3.2.3.
Вычислим вспомогательные величины λiξ, χiξ:
λiξ = (1+Ki) λi;
χiξ = (1+li) χi.
По формулам п. 3.1.5 вычислим σд( ). Используя λiξ, χiξ вместо λi и χi, по формулам приложения 3 п.5, вычислим σдξ( ).
Искомую характеристику находят по формуле
Δσд( )(ξ1, …, ξp)=l σд( ),
где l=[ σдξ( )-σд( )]/σд( ).
10. Расчет ΔΔд(ξ1, …, ξp).
Для расчета используют исходные данные п. 3.2.4.
Вычислим вспомогательные величины δiξ
δiξ =(1+ri) δi.
По формулам приложения 2 п. 6 вычислим Δд. Используя δiξ вместо δi, вычислим Δдξ по формулам приложения 2 п. 6.
Искомую характеристику находим по формуле
ΔΔд = rΔд,
где r=(Δдξ - Δд)/ Δд.
11. Расчет MX ИК в стационарном динамическом режиме в нормальных условиях.
Для расчета используют исходные данные п. 4.1. Номинальную АЧХ ИК и наибольшее допустимое отклонение от нее рассчитывают по формулам
Номинальную ФЧХ ИК и наибольшее допустимое отклонение от нее рассчитывают по формулам
;
.
Спектральную плотность случайной составляющей ИК рассчитывают по формуле
.
12. Расчет MX ИК в стационарном динамическом режиме в рабочих условиях эксплуатации.
Для расчета используют исходные данные пп. 4.1 и 4.2.
Рассчитывают вспомогательные величины
ΔAξ (ω), Δφξ(ω),
S
:
;
;
.
Используя данные приложения 2,
п. 11,
находят функции влияния
,
,
:
=ΔAξ(ω) - ΔA(ω);
=Δφξ(ω) - Δφ(ω);
=S
(ω)
- S
(ω).
Примечание к п.7. Для наиболее сложного алгоритма расчета Δд приведена блок-схема. Программа составляется в зависимости от типа используемой ЭВМ.