Шпаргалка по "Технологии"

    - измерительные приборы;

    - измерительные установки;

    - измерительно-информационные системы;

    Мера  – средство измерений, предназначенное для воспроизведения физической величины заданного размера. Мера выступает в качестве носителя единицы физической величины и служит основой для измерений. Измерительный преобразователь – средство измерений для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и (или) хранения, но не поддающейся непосредственному наблюдению человеком (оператором). Часто используют термин первичный измерительный преобразователь или датчик. Электрический датчик

    Измерительный прибор – средство измерений, предназначенное  для выработки сигнала измерительной  информации в форме, доступной для  непосредственного восприятия человеком (оператором).

    Измерительная установка – совокупность функционально  объединенных средств измерений, предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для непосредственного наблюдения человеком и расположенная в одном месте.

    Измерительно-информационная система - совокупность средств измерений, соединенных между собой каналами связи и предназначенная для выработки сигналов измерительной информации в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в автоматических системах управления. 
 
 
 
 

22 Основные источники погрешностей.

По причине возникновения:

Инструментальные / приборные погрешности - погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора.

Методические  погрешности - погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

Субъективные / операторные / личные погрешности - погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора

Методическая  погрешность

  Процедура измерения состоит из следующих  основных этапов: 1) принятие модели объектоизмерения, 2) выбор метода измерения, 3) выбор  средств измерения, 4) проведение эксперимента с целью получения численного значения измеряемой величины. Различные недостатки, присущие этим этапам приводят к тому, что результат измерения неизбежно отличается от истинного значения измеряемой величины. Причины возникновения погрешности различны: измерительные преобразования осуществляются с применением различных физических явлений на основании которых можно установить соответствие между измеряемой величиной объекта исследования и выходного сигнала средства измерения, по которому оценивается результат измерения. Точно установить это соответствие никогда не удается вследствии недостаточной изученности объекта исследования, неадыкватности его принимаемой модели, невозможности точного учета влияния внешних факторов, недостаточной разработанности теории физических явлений, использование простых, но приближенных аналитических зависимостей вместо более точных и сложных и т.д. В результате принимается зависимость между измеряемой величиной и выходным сигналом средства измерения, всегда отличается от реальн., что приводит к погрешности, которую называют методической погрешностью измерения. Пример: необходимо определить амплитудное значение синусоидалного напряжения, вольт-метром  измерить действительное значение, затем через коэффициент амплитуды = √2, рассчитывают амплитуду. В действительности коэффициент амплитуды = √2 только для идеального синусоидального сигнала. И при искажении формы сигнала коэффициент амплитуды имеет иное значение. Так несовершенство принятого объекта исследования приводит к методической погрешности. Для данного примера методическую погрешность можно уменьшить рассчитав на основе анализа формы напряжения более точное значение коэффициента амплитуды, либо использовать вольт-метр амплитудных значений.

Инструментальная, энергетическая субъективная погрешности.

  Процедура измерения состоит из следующих  основных этапов: 1) принятие модели объектоизмерения, 2) выбор метода измерения, 3) выбор  средств измерения, 4) проведение эксперимента с целью получения численного значения измеряемой величины. Различные  недостатки, присущие этим этапам приводят к тому, что результат измерения неизбежно отличается от истинного значения измеряемой величины. Причины возникновения погрешности различны: измерительные преобразования осуществляются с применением различных физических явлений на основании которых можно установить соответствие между измеряемой величиной объекта исследования и выходного сигнала средства измерения, по которому оценивается результат измерения.

В погрешность  измерений входит погрешность средств  измерений, используемых в эксперименте. Составляющая погрешности, обусловленная погрешностями применяемых средств измерения называют инструментальной погрешностью. Она зависит от схемы и качества выполнения преобразовательных элементов, погрешности показывающего прибора, состояния средства измерения в процессе его эксплуатации и др. Следует также учитывать, что включение средства измерения в цепь, где  производится измерение, может изменить режим цепи за счет взаимодействия средств измерения с цепью. Составляющую возникающей при этом погрешности называют энергетической. Частью энергетическая погрешность в отдельности не рассматривается и относят к инструментальной, т.к. она тоже обуславливается несовершенством средств измерений. В процессе измерения часто принимают участие экспериментаторы, они могут внести так называемую субъективную погрешность, которая является следствием индивидуальных свойств человека и физиологическими особенностями его организма или укоренившимися неправильными навыками, например, если несколько экспериментаторов померяют ток в цепи одним и тем же аналоговым амперметром, то результат измерений всегда будет разный. В условиях эксперимента у применяемых средств измерения могу возникать погрешности из-за влияния внешних факторов – температуры окружающей среды, внешних магнитных полей и т.п. Следует заметить, что в основу приведенной классификации погрешности положены причины их возникновения. Существуют и другие признаки классификации в зависимости от 1) характера поведения измеряемой величины в процессе измерения, 2) характер измерения погрешности или закономерности проявления, 3) способа выражения.                 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

28)Погрешности  схем СИ.

Погрешности средств  измерений, отклонения метрологических  свойств или параметров средств  измерений от номинальных, влияющие на погрешности результатов измерений, получаемых при помощи этих средств. Составляющие этих погрешностей, зависящие от П. с. и., называются инструментальными погрешностями (инструментальными ошибками). П. с. и. выражают в форме абсолютных, относительных или приведённых погрешностей (т. е. соответственно в единицах измеряемой величины, в долях или процентах от неё либо в процентах от верхнего предела измерений, диапазона измерений или длины шкалы).

П. с. и., имеющие  место при нормальных условиях применения средств измерений, называют основными; погрешности, вызванные отклонением значений влияющих величин (температуры, частоты электрического тока и т.п.) от принятых за нормальные, — дополнительными. Для каждого типа средств измерений устанавливаются пределы допускаемых погрешностей, определяющие классы точности средств измерений. При измерениях постоянных величин, когда используются установившиеся показания средств измерений, на результаты влияют только статические П. с. и. При измерениях изменяющихся величин к статическим добавляются динамические П. с. и. и общая погрешность возрастает.

По своему характеру  П. с. и. бывают систематические, т. е. сохраняющиеся  постоянными или закономерно  изменяющиеся, и случайные, т. е. изменяющиеся случайным образом. Так, неправильно нанесённые отметки на шкале прибора или неточная подгонка мер (например, гирь) вызывают систематические погрешности; трение подвижных частей прибора — случайные. Систематические П. с. и. можно исключать введением поправок или умножением показаний на поправочные множители. 
 
 

23)Классификация  погрешностей        

По форме представления

Абсолютная погрешность — ΔX является оценкой абсолютной ошибки измерения. Величина этой погрешности зависит от способа её вычисления, который, в свою очередь, определяется распределением случайной величины X_meas. При этом равенство:

ΔX = | X_true − X_meas | ,

где X_true — истинное значение, а X_meas — измеренное значение, должно выполняться с некоторой вероятностью близкой к 1. Если случайная величина X_meas распределена по нормальному закону, то, обычно, за абсолютную погрешность принимают её среднеквадратичное отклонение. Абсолютная погрешность измеряется в тех же единицах измерения, что и сама величина.

Относительная погрешность - отношение абсолютной погрешности к тому значению, которое принимается за истинное:

.

Относительная погрешность является безразмерной величиной либо измеряется в процентах.

Приведенная погрешность - относительная погрешность, выраженная отношением абсолютной погрешности средства измерений к условно принятому значению величины, постоянному во всем диапазоне измерений или в части диапазона. Вычисляется по формуле

,

где X_n - нормирующее значение, которое зависит от типа шкалы измерительного прибора и определяется по его градуировке:

- если шкала  прибора односторонняя, т.е. нижний  предел измерений равен нулю, то X_n определяется равным верхнему пределу измерений; 
- если шкала прибора двухсторонняя, то нормирующее значение равно ширине диапазона измерений прибора.

Приведенная погрешность - безразмерная величина (может измеряться в процентах).

[править] По причине возникновения

Инструментальные / приборные погрешности - погрешности, которые определяются погрешностями применяемых средств измерений и вызываются несовершенством принципа действия, неточностью градуировки шкалы, ненаглядностью прибора.

Методические  погрешности - погрешности, обусловленные несовершенством метода, а также упрощениями, положенными в основу методики.

Субъективные / операторные / личные погрешности - погрешности, обусловленные степенью внимательности, сосредоточенности, подготовленности и другими качествами оператора.

По характеру проявления

Случайная погрешность — погрешность, меняющаяся (по величине и по знаку) от измерения к измерению. Случайные погрешности могут быть связаны с несовершенством приборов (трение в механических приборах и т.п.), тряской в городских условиях, с несовершенством объекта измерений (например, при измерении диаметра тонкой проволоки, которая может иметь не совсем круглое сечение в результате несовершенства процесса изготовления), с особенностями самой измеряемой величины (например при измерении количества элементарных частиц, проходящих в минуту через счётчик Гейгера).

Систематическая погрешность — погрешность, изменяющаяся во времени по определенному закону (частным случаем является постоянная погрешность, не изменяющаяся с течением времени). Систематические погрешности могут быть связаны с ошибками приборов (неправильная шкала, калибровка и т.п.), неучтёнными экспериментатором.

Грубая погрешность (промах) — погрешность, возникшая вследствие недосмотра экспериментатора или неисправности аппаратуры (например, если экспериментатор неправильно прочёл номер деления на шкале прибора, если произошло замыкание в электрической цепи).

По способу измерения

Погрешность прямых измерений

Погрешность косвенных  измерений — погрешность вычисляемой (не измеряемой непосредственно) величины 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

26)классификация  средств измерений.

Средства измерений  – это технические средства, имеющие  нормированные метрологические  характеристики. По функциональному  назначению средства измерений делят на следующие группы: меры, измерительные преобразователи, измерительные приборы, измерительные информационные системы, измерительные установки. Средства измерений предназначены для воспроизведения физических величин заданного размера, пример – мерой является резистор, воспроизводящий сопротивление заданного размера с известной погрешностью. Измерительный преобразователь – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающееся непосредственному восприятию наблюдателя. В зависимости от рода измеряемой величины на входе измерительного прибора они делятся на преобразователи электрических величин и преобразователи неэлектрических величин. К 1 относятся: делители напряжения, усилители, трансформаторы и т.д., к 2 относят: термопары, преобразователи скорости, силы и т.д. Измерительный прибор – средство измерения, предназначенное для выработки сигнала измерительной информации в форме, доступной для непосредственного восприятия наблюдателя. Измерительные приборы, показания которых являются непрерывной функцией изменения измеряемой величины называют аналоговым измерительным прибором. Измерительный прибор автоматически вырабатывающий дискретный сигнал измерительной информации и дающий показания в цифровой форме называется цифровым измерительным прибором. Измерительная информационная система – совокупность функционально объединенных измерителей, вычислителей и других вспомогательных вычислительных средств. Для получения измерительной информации, ее преобразуют и обрабатывают с целью представления потребителю в требуемом виде, либо автоматического осуществления функции контроля, диагностирования, идентификации и др. Измерительная установка – совокупность функционально объединенных средтв измерений и вспомогательных устройств, предназначенных для рациональной организации измерений. Обычно используются для выполнения массовых технологических измерений.  Все средства измерений по выполняемым метрологическим функциям делят на образцовые и рабочие. Образцовые средства измерения предназначены для поверки с их помощью других рабочих средств измерений. Рабочие используются для выполнения всех измерений, кроме измерений, связанных с поверкой, т.е. передачей размера единиц величин.