Шпаргалки по метрологии (стр. 1 из 11)
Томск, 2007 г.
1. Классификация измерений. Прямые, косвенные, совместные, совокупные.
Измерение- нахожд.знач. ФВ опытным пустеем с помощью спец.тех.средств.
Измерение имеет ряд хар-к: Принцип изм., Метод изм., Качество изм.(Точность, Сходимость, Правильность, Погрешность, достоверность, воспроизведение)
Классификация измерений:
1.по хар-ке точности – равноточные, неравноточные;
2.по числу изм. –однократные, многократные;
3.по отношению к изменению изм.В- статические, динамические;
4.по метрологическому назначению – технические(не связанные с передачей ФВ), метрологические(связанные с передачей размера ФВ)
5.по выражению результата измерений- абсолютные, относительные;
6.по приемам получения результата - Прямые, косвенные, совместные, совокупные.
ПРЯМОЕ ИЗМЕРЕНИЕ
Измерение проводимое прямым методом, при котором искомое значение ФВ получают непосредственно из опытных данных.
КОСВЕННОЕ ИЗМЕРЕНИЕ
Измерение, проводимое косвенным методом, при котором искомое значение ФВ определяют на основании результатов прямых измерений других ФВ (аргументы), функционально связанных с искомой величиной (известная функциональная зависимость).
Во многих случаях вместо термина "косвенное измерение " применяют термин "косвенный метод измерения".
СОВОКУПНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Проводимые одновременно измерения нескольких одноименных величин, при которых искомые значения величин определяют путем решения системы уравнений, получаемых при измерениях различных сочетаний этих величин.
СОВМЕСТНЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ
Проводимые одновременно измерения двух или нескольких неодноименных величин для определения зависимости между ними.
2. Классификация методов измерения. Метод непосредственной оценки и метод сравнения с мерой.
Принцип измерения- физ.явл. на которомосновано взаимодействие СИ с объектом измерения.
Методом измерения наз.совокупность приемов сравнения изм.ФВ с ее единицей.
Классификация:
1.по физ.принципу- электрические, магнитные, акустические, механические, оптические..
2.по режиму взаимод. СИ с единицей.изм: статические и динамические.
3.по виду изм.сигналов: аналоговые и цифровые.
4.по совокупности приемов:
-метод непосредственной оценки, знаечние ФВ опред.непосредственно подсчетному устр-ву прибора.
-метод сравнения с мерой, изм.В сравниваемс образцовой В меры:
а)противопоставление, изм.В и мера одновременно воздействует на прибор сравнения с помощью которого устанав.соотношение м/у ними.
б)дифференциальный, на прибор воздействует разность измеряемой и образцовой.
в)нулевой, действие изм.В на прибор полностью уравновешивается образцовой.
г)замещение, изм.В последовательно во времени замещают образцовой, изменяя ее до того же показания прибора, которое было при изменение не известной В.
д)совпадение, изм.В определяют по совпадению разметок шкал или периодических сигналов.
е)дополнения, значение изм.В дополняется образцовой, с таким расчетом, чтобы на прибор воздействовала их сумма, равная заранее заданному значению.
3. Классификация средств измерения. Их характеристики.
Для реализации любого вида измерений необходимы специальные технические средства – средства измерений.
1)Классификация по роли вып-й в системе обеспечения ед-ва измерений:
Метрологические СИ(учавствуют в передачи размерности единицы) и рабочие СИ.
2)По уровню автоматизации: неавтоматические, автоматизированные, автоматические.
3)По уровню стандартизации: стандартизованные и нестандартизованные.
4)По отношению к изм.ФВ: основные и вспомагательные.
5)Классификация по функциональному назначению: Меры ФВ(СИ, пред.для воспроизведения ФВ зад.величины), Средства сравнения(компоратор, СИ длясравнения 2-х однородных величин), Измерительные преобразователи(СИ предназ.для выр.сигнала изм.инф-ии в форме, удобной для передачи дальн.преобразования, обр-ки и хран-я, но непод.непоср.воспр.), Измерительные приборы(СИ, предназнач.для выр-я сигнала в форме цдобной для человека), Измерительные установки(Совместимость функцион.объед-х СИ и вспомогательных устр-в, располож.в одном месте, и предназ-х для выполнения массовых технологических изм.), Измерительные системы(Совместимость функционально объед. изм., выч. и вспомогательных средств для получения измерительной информации, ее преоб-я и обработки с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автомат. осуществляя ф-й контроль, значения, идентификации).
Меры, измерительные преобразователи и средства сравнения называют элементарными СИ. Они позволяют реализовать отдельные операции прямого измерения.
Все остальные СИ наз.комплексными. Они позволяют реализовать всю процедуру измерения.
Хар-ки СИ.
Метрологические:
1.Ф-я преобразования(статич.хар-ка преобразования) у=F(x)
2.Чувствительности СИ /S= Δ y/Δx при Δx->/ -абс
/Sот= Δ y/Δx/x / - относит.
3.Постоянная прибора C=1/S
4.Порог чувствительности(наим. Изсенение измВ, которое вызывает видимое измен вых. Сигнала)
5.Предел чувствительности(мин.В входного сигнала, обесп-я норм.рапотоспособность прибора).
6.Диапозон изм-й(обл-ть зн-ий изм-й величины, для кот.нормированы допускаемы погрешности СИ) Область значение м/у max и min значениями наз-ся диапозоном показаний, а само max значение – пределом шкалы.
7.Обл-сть рабочих частот(диапазон частот)
8.Цена деления шкалы.
9.Разреш-ся способность – мин.разность двух значений ФВ, которая м.б. различима
10.Входное полное сопротивление.
11.Выходное полное сопротивление.
12.Быстродействие хар-т скорость изм-й: макс.число измерений в единицу t.
13.Погрешности.
Не метрологические хар-ки: Вес, габариты, напрежения питания и др.
4.Классификация погрешностей.
Действительные значения ФВ – найденное экспериментальным путем и настолько близкое к истинному значению, что для поставленной истинной задачи может его заменить.
Классификация:
1)по способу выражения:
а) абсолютная Δ= Хизм- Хист
б) относительная δ= Δ/Хист*100%
в) δпр – приведенная относительная погрешность δпр= Δ/Хнормир.= Δ/Хшк*100%
2)по природе возникновения:
а)методическая, обусловлена упрощениям допущения при выборе модели измерения, несовершенства метода.
б)инструментальная(приборная, аппаратурная)-погрешность установки.
в)внешняя погрешность(за счет влияющих факторов)
г)субъективная или личностная погрешность. Ошибки оператора при отсчете показания. Отсутствие цифровых приборов.
д)погрешность вычисления.
3)В зависимости от поведения изм.В во времени различают погрешности.
4)По условию измерения СИ:
а) основная погрешность СИ, при нормальных условиях эксплуатации, влияющие величины лежат в нормальных границах.
б)дополнительная погрешность, при выходе влияющей величины за пределы нормали.
Погрешность сил в реальных условиях наз.рабочей.
5)По хар-ру зависимости о т изм.В: адьетивную(не зависит от ИВ) и мультипликативную(зависит)
6) По хар-ру проявления:
а)систематические, которые остаются не изменными. Могут быть предсказаны, определенны и устранены. Хар-ет првильность результата.
б)случайные, при повторном измерение одной и той же велечины, изменяется случ. В виде разброса. Хар-ет сходимость результата.
в)грубые погрешности(промахи) погрешность, величина которой существенно превосходит погрешность условленной экспериментом. Промахи выбрасывают из результата. Промахи влияют на годность измерений.
5. Систематические погрешности. Методы обнаружения, методы исключения.
Классификация:
1. По хар-ру изменения во времени:
-постоянные
-переменные
А)монотонно-изменяющиеся
Б)периодические
В)прогрессирующие(дрейфовые)
2.По источнику:
-методические(опред. Путем анализа метода измерения)
-инструментальные
-личностные
Методы устранения:
-Устранение источников погрешности до начала имерения(профилактика)
-Внесение поправок в результат измерения. Результат изм., сод. Систематическую погрешность наз неисправленным. Если же погрешность устранена, то результат исправленный
Хизм=(х+ Δx)+а, а= - Δx – поправка
-Исключение погрешности в процессе измерения(коррекция)
Понятие несключенного остатка систематической погрешности(НСП)
Δx+- Δ Δсист
В рез-те измерения всегда есть НСП. Обозначается θ.
Сама НСП носит детерминированный хар-р, но в дальнейшем обрабатывается по правилам случ.величин.
6.Случайные погрешности. Законы распределения, точечные оценки.
F(x)=P(x<X). Интегральный закон
F’(x)=p(x)
дифференциальный законP(a<x<b)=∫p(x)dx
∫p(x)dx=1
Начальный момент
Ls[x]= ∫ xsp(x)dx
1)M[x]= ∫ xp(x)dx
Мат.ожидание-фигуры:
Величина мат.ожидания – сист.погрешность
2) Мs[x]= ∫ (x-м)sp(x)dx – центральный момент
D[x]=G2=∫ (x-м)2p(x)dx
G- средне-квадратическое отклонение(СКО)
3) Sk=M3/G3 харак-ет ассиметрию закона распределения
4) Эксцесс
E=(M4/G4) – 3 хар-ет островершиность
Контрэксцесс e=1/^E
5) Квантиль Хр
Значение случ.величины для которой вероятность р
6)коэффициент корреляции
rij=kji/GiGj
-1<r<1
Законы распределения случ. Погрешностей
Равномерный
2. Трапециадальный
Хар-ет закон распределения двух величин с равномерным законам, но в разных границах.