Ћекции.ќрг


ѕоиск:




 атегории:

јстрономи€
Ѕиологи€
√еографи€
ƒругие €зыки
»нтернет
»нформатика
»стори€
 ультура
Ћитература
Ћогика
ћатематика
ћедицина
ћеханика
ќхрана труда
ѕедагогика
ѕолитика
ѕраво
ѕсихологи€
–елиги€
–иторика
—оциологи€
—порт
—троительство
“ехнологи€
“ранспорт
‘изика
‘илософи€
‘инансы
’ими€
Ёкологи€
Ёкономика
Ёлектроника

 

 

 

 


Ќормирование погрешностей и классы точности средств измерений




—редства измерений можно использовать только тогда, когда известны их метрологические характеристики. ќбычно указываютс€ номинальные значени€ параметров средств измерений и допускаемые отклонени€ от них. —ведени€ о метрологических характеристиках привод€тс€ в технической документации на средства измерений или указываютс€ на них самих.  ак правило, реальные метрологические характеристики имеют отклонени€ от их номинальных значений. ѕоэтому устанавливают границы дл€ отклонений реальных метрологических характеристик от номинальных значений Ц нормируют их.
Ќормирование метрологических характеристик средств измерений обеспечивает:

- предварительный расчет погрешностей результатов технических измерений (до проведени€ измерений);

-выбор средств измерений по заданным характеристикам их погрешностей.

Ќормирование характеристик средств измерений проводитс€ в соответствии с √ќ—“ 8.009-84 Ђ√—». Ќормируемые метрологические характеристики средств измеренийї. —оответствие средств измерений установленным дл€ них нормам делает эти средства взаимозамен€емыми.

ѕогрешность средства измерени€ €вл€етс€ только одной из составл€ющих погрешности результата измерений, получаемого с использованием данного средства измерени€ нар€ду с погрешностью метода измерений и погрешностью оператора, провод€щего измерени€.

ѕогрешности средств измерений нормируютс€ в соответствии с √ќ—“ 8.401-80 Ђ лассы точности средств измерений. ќбщие требовани€ї.

¬ основе нормировани€ погрешностей средств измерений лежат следующие основные положени€:

- ¬ качестве норм указывают пределы допускаемых погрешностей, включающие в себ€ систематические и случайные составл€ющие.

- ѕод пределом допускаемой погрешности понимаетс€ наибольшее значение погрешности средства измерений, при котором оно еще признаетс€ годным к применению. ќтдельно нормируют основную погрешность средства измерени€, дополнительные погрешности и другие свойства, вли€ющие на точность измерений. ѕри выполнении данного требовани€ обеспечиваетс€ максимальна€ однородность средств измерений одного типа, то есть близкие значени€ дополнительных погрешностей, обусловленных одними и теми же факторами. Ёто дает возможность замен€ть один прибор другим однотипным без возможного увеличени€ суммарной погрешности. ѕределы допускаемых погрешностей средств измерени€ примен€ютс€ как дл€ абсолютной, так и дл€ относительной погрешности.

ѕределы допускаемой абсолютной погрешности устанавливают как

(дл€ аддитивной погрешности)

(дл€ мультипликативной погрешности), где Ц показание измерительного прибора, а и b Ц положительные числа, не завис€щие от х.

ѕредел допускаемой относительной погрешности (в относительных единицах) дл€ аддитивной погрешности устанавливают как

,

а дл€ мультипликативной - , где - конечное значение диапазона измерений прибора; c и d - относительные величины.

ѕределы допускаемой приведенной погрешности устанавливают как

, где Ц нормирующее значение; р - положительное число из р€да 1; 1,5; 2; 2,5; 4; 5; 6, умноженное на (n = 1, 0, -1, -2 и т.д.). Ќормирующее значение принимаетс€ равным конечному значению шкалы (если 0 находитс€ на краю шкалы), сумме конечных значений шкалы (если 0 внутри шкалы), номинальному значению измер€емой величины, длине шкалы.

 ласс точности средства измерени€ Ц обобщенна€ характеристика данного типа средства измерени€, отражающа€ уровень точности, выражаема€ пределами допускаемой основной, а в некоторых случа€х и дополнительных погрешностей, а также другими характеристиками, вли€ющими на точность.  ласс точности примен€етс€ дл€ средств измерений, используемых в технических измерени€х, когда нет необходимости или возможности выделить отдельно систематические и случайные погрешности, оценить вклад вли€ющих величин с помощью дополнительных погрешностей.  ласс точности позвол€ет судить о том, в каких пределах находитс€ погрешность средств измерений одного типа, но не €вл€етс€ непосредственным показателем точности измерений, выполн€емых с помощью каждого из этих средств в технической документации на средство измерени€. ѕримеры обозначени€ классов точности дл€ различных форм выражени€ погрешности приведены в табл. 4.6.

—истематическа€ погрешность измерени€ - составл€юща€ погрешности измерени€, остающа€с€ посто€нной или закономерно измен€юща€с€ при повторных измерени€х одной и той же физической величины. —истематические погрешности €вл€ютс€ в общем случае функцией измер€емой величины, вли€ющих величин (температуры, влажности, напр€жени€ питани€ и пр.) и времени. ¬ функции измер€емой величины систематические погрешности вход€т при поверке и аттестации образцовых приборов.

“аблица 4.6

ќбозначение классов точности

ѕределы допускаемой основной погрешности ќбозначени€ ‘орма выражени€ погрешности
в документации на приборе
γ = ± 0,015  ласс точности 1,5 1,5 ѕриведенна€ погрешность
γ = ± 0,015  ласс точности 1,5 √1,5 ѕриведенна€ погрешность одинакова на всей шкале
δ = ± 0,005  ласс точности 0,5 ќтносительна€ погрешность, посто€нна€
δ = ± [ 0,0002 + 0,0001(xk/x Ц1)]  ласс точности 0,02/0,01 0,02/0,01 ќтносительна€ погрешность, возрастает с уменьшением х
“очность выше, чем меньше цифра и буква ближе к началу алфавита     –имские цифры или буквы латинского алфавита
      “аблица, график, функци€
         

 

 

ѕример јмперметр с диапазоном измерени€ ±25ј, класс точности указан как 0,02/0,01, показывает 25 ј. „ему равна сила тока?

δ = ± [ 0,0002 + 0,0001(xk/x Ц1)] = ± [ 0,0002 + 0,0001(50/25 Ц1)]= 0,03%

.

I=24,992Е25,008 A.

 ласс точности не позвол€ет определить точность конкретного измерени€, а лишь указывает пределы, в которых находитс€ значение измер€емой величины.

2.3.5. ћетрологическа€ надежность средств измерени€

ћетрологическа€ надежность средств измерени€ Ц способность средства измерени€ сохран€ть установленные значени€ метрологических характеристик при нормальных услови€х измерени€ и рабочих услови€х эксплуатации в течение определенного времени.

¬ процессе работы могут возникать неисправности, поломки. ¬еро€тность возникновени€ внезапных отказов подчин€етс€ экспоненциальному закону.

»нтенсивность отказов Ц количество отказов в единицу времени , n Ц число отказов, N Ц число однотипных элементов.

¬еро€тность безотказной работы средства измерени€

.

—реднее врем€ безотказной работы .

≈сли интенсивность отказов не мен€етс€ в течение заданного времени: .

ѕример: »змерительный преобразователь состоит из:

4 транзисторов ();

8 резисторов (;

6 керамических сопротивлений ().

ќпределить веро€тность внезапного отказа за 1000 часов работы.

—уммарна€ интенсивность отказов .

- веро€тность безотказн.работы. ¬еро€тность отказа .

¬незапные отказы €вл€ютс€ €вными, диагностика постепенных отказов из-за старени€, износов и т.д. сложнее.

»сход€ из требований метрологической надежности устанавливают межповерочные интервалы.

ѕусть метрологическа€ характеристика средства измерени€ z подчин€етс€ нормальному закону распределени€ в определенные моменты времени:

.

¬ течение времени изменение статистических параметров метрологических характеристик описываетс€ линейной функцией

где ,b - коэффициенты, завис€щие от интенсивности износа и старени€ элементов и узлов средства измерени€, определ€ютс€ экспериментально.

≈сли коэффициенты также подчин€ютс€ нормальному закону, то

.

«адава€ веро€тность безотказной работы, можно установить врем€, в течение которого она обеспечиваетс€ и назначить межповерочный интервал. Ќа практике межповерочный интервал определ€ют как , - веро€тность отказа за врем€ между поверками;

- при технических измерени€х:

- при передаче информации:

- при особо точных измерени€х:

- веро€тность безотказной работы.

ѕример. ѕо техническим услови€м веро€тность безотказной работы прибора

в течение 2000 ч.  аким должен быть межповерочный интервал ?

“ехнические измерени€ предполагают , тогда 9 мес.

ѕример.- ѕо истечении 9 мес€цев эксплуатации из N=85 поверенных приборов два (m=2) забракованы

по результатам поверки. ƒолжен ли быть откорректирован ?

ћожно воспользоватьс€ номограммами, учитывающими различные варианты сочетаний веро€тностей отказов.

–ис. Ќомограммы дл€ определени€ межповерочного интервала

ћожно рассчитать:

- слишком дорого, межпов.интервал можно не пересчитывать

 

ѕри расчете межповерочного интервала различают следующие режимы работы средств измерений:

1. ”становившийс€ режим Ц врем€ установлени€ выходного сигнала, врем€ реакции. ¬ этом режиме определ€етс€ градуировочна€ характеристика или функци€ преобразовани€.

 

 

 

–ис. ‘ункции преобразовани€ средств измерений: а) линейна€, может быть представлена коэффициентом преобразовани€; b) квадратична€; с) логарифмическа€

ѕроцедура экспериментального определени€ функции преобразовани€ отдельного средства измерени€ в установившемс€ режиме называетс€ градуировкой.

2. ѕереходной режим Ц врем€ воздействи€ инерционных свойств. ¬ этом режиме —редство измерени€ не успевает отреагировать на изменение входного сигнала. ќтклик средства измерени€ на единичное входное воздействие Ц переходна€ характеристика, описываетс€ уравнени€ми динамики.

ѕереходной режим не всегда переходит в установившийс€ режим.

3. —тационарный режим, при котором параметры выходного процесса непосто€нны, но не завис€т от времени, посто€нны веро€тностные характеристики параметров.

4. Ќестационарный режим, когда хоты бы один из параметров мен€етс€ с течением времени.

 

 

–ис. ”становление показаний: а) при измерении температуры; b) при взвешивании груза

ѕример: Ќоминальна€ функци€ преобразовани€ Ц линейна€ .  оэффициент преобразовани€ у отдельных экземпл€ров (меньше, чем на 1% отклон€етс€ от номинального).  акой класс точности имеют средства измерени€?

ѕосле преобразований ,

“.е. относительна€ погрешность , класс точности обозначаетс€.

 

2.3.6. –егулировка и градуировка —»

»спользу€ точностные расчеты, всегда можно найти такие допуски на параметры и элементы средств измерений, соблюдение которых гарантировало бы без регулировок обеспечение точностных показателей. ќднако эти допуски во многих случа€х настолько малы, что изготовление такого средства измерени€ стало бы либо технологических невозможно, либо экономически нецелесообразно.

–асшир€ют допуски на отдельные элементы средств измерений за счет использований регулировки и градуировки.

–егулировка —» Ц совокупность операций, предназначенных дл€ уменьшени€ основной погрешности до значений, соответствующих ее допустимым пределам.

¬ конструкци€х —» предусматриваетс€ регулировка нул€ и регулировка чувствительности (регулировка погрешностей схемы):

 

–ис. ”меньшение погрешности —» за счет регулировки: а) регулировка нул€, b) регулировка нул€ и конечного значени€

√радуировка Ц процесс нанесени€ отметок на шкалы —» либо определение значений измер€емых величин, соответствующих уже нанесенным отметкам.

—пособы градуировки:

1. »спользование типовых шкал, в соответствии со статической характеристикой идеального —»

2. »ндивидуальна€ градуировка шкал (при нелинейных статических характеристик —»). Ќа предварительно отрегулированное —» устанавливают шкалу с еще не нанесенными отметками, подают на вход —» несколько величин с известными значени€ми, нанос€т отметки, соответствующие этим значени€м.

3. √радуировка условной шкалы: определ€ют несколько значений шкалы с помощью образцовых —», определ€ют зависимость числа делений шкалы от значени€ измер€емой величины, шкала Ц график, таблица.

2.3.7. ћетодика выбора —»

ѕри выборе —» учитывают исходные данные:

  1. Ќоменклатура измер€емых и контролируемых параметров.
  2. ƒопуски на отклонени€ параметров и суммарна€ погрешность измерени€.
  3. ƒопустимое значение веро€тности отказов.
  4. «аконы распределени€ веро€тностей погрешностей результатов измерени€ как случайных величин.
  5. Ќоминальные значени€, динамический диапазон (мин и макс. значени€), частотный диапазон, допустимое врем€ измерени€ (быстродействие) и т.д.
  6. ”слови€ измерени€.

 

ѕри выборе средства измерени€ по трубуемой точности при

 

 





ѕоделитьс€ с друзь€ми:


ƒата добавлени€: 2015-05-08; ћы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 1927 | Ќарушение авторских прав


ѕоиск на сайте:

Ћучшие изречени€:

≈сли вы думаете, что на что-то способны, вы правы; если думаете, что у вас ничего не получитс€ - вы тоже правы. © √енри ‘орд
==> читать все изречени€...

1833 - | 1817 -


© 2015-2024 lektsii.org -  онтакты - ѕоследнее добавление

√ен: 0.03 с.