Шпаргалка по "Технологии"

25)Способы  обнаружения, исключения  и уменьшение статических,  случайных и грубых  погрешностей.

  В зависимости от режима работы используемого  средства измерения (статического или  динамического) или характера поведения измеряемой величины различают погрешности измерений в статическом режиме (статические погрешности) и погрешности в динамическом режиме. В статическом режиме измеряемая величина и выходной сигнал средства измерения по которому оценивают результат измерения являются неизменными во времени. В динамическом режиме выходной сигнал изменяется во времени.  Соответственно статической называют погрешность средств измерения, используемых для измерения постоянной величины, а динамической называют разность между погрешностью средств измерения в динамическом режиме и его статической погрешностью соответствующей значению величины в данный момент времени. В зависимости от характера измерения различают: 1) систематическую погрешность измерерния – составляющую погрешность измерения, остающуюся постоянной или закономерно изменяющуюся при измерении одной и той же величины (погрешность градуировки шкалы, температурная погрешность и др.), 2) случайную погрешность измерения – составляющую погрешность измерения, изменяющуюся случайным образом при повторном измерении одной и той же величины (влияние внешних электро-магнитных полей нестабильного напряжения питания и др.) Систематические погрешности могут быть в значительной степени исключены или уменьшены устранением источников погрешности или введением поправок. Случайные погрешности как правило вызываются сложной совокупностью изменяющихся факторов, обычно неизвестных экспериментатору и трудно поддающихся анализу. Иногда причины появления случайной погрешности известны. В этом случае для уменьшения случайных погрешностей уменьшают влияние причин на результат измерения. Например: для уменьшения влияния внешних электромагнитных полей измерительные цепи экранируются. При невозможности устранения этих причин или когда они неизвестны, влияние слияних погрешностей на результат измерения можно уменьшить путем проведения многократных измерений одного и того же значения измеряемой величины с дальнейшей статической обработкой получившихся результатов методами теории вероятности. Кроме перечисленных погрешностей измерений встречаются грубые погрешности, существенно превышающие ожидаемую погрешность. Результат измерений, содержащий грубую погрешность называют промахом. Промах можно выяснить путем обработки результатов повторных измерений методом теории вероятности. После выявления промахи должны быть исключены. В зависимости от способа выражения различают абсолютную и относительную погрешности. Абсолютная погрешность выражается в единицах измеряемой величины. Относительная погрешность выражается в процентах и является более наглядной характеристикой точности при сравнении различных результатов измерений.  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

35)Оценка  точности результатов  измерений.

Точность  измерений характеризуется близостью  их результатов к истинному значению измеряемой величины. Таким образом, важнейшей задачей метрологии является усовершенствованием эталонов, разработкой новых методов точных измерений, обеспечение единства и необходимой точности измерений.

     Качество  измерений характеризуется точностью, достоверностью, правильностью, сходимостью и воспроизводимостью измерений, а также размером допустимых погрешностей.

     Точность - это качество измерений, отражающее близость их результатов к истинному значению измеряемой величины. Высокая точность измерений соответствует малым погрешностям как систематическим, так и случайным.

     Точность  количественно оценивают обратной величиной модуля относительной  погрешности. Например, если погрешность  измерений равна 10^-6, то точность равна 10⁶. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

36) Государственная система обеспечения единства измерений

Решение важнейших научно-технических задач, в том числе проблемы обеспечения  качества продукции, в значительной степени зависит от достижения единства и достоверности измерений.

В первой части данного пособия отмечалось, что единство измерений – состояние измерительного процесса, при котором результаты всех измерений выражаются в одних и тех же узаконенных единицах измерения и оценка их точности обеспечивается с гарантированной доверительной вероятностью. В применявшихся до недавнего времени сравнительно простых методах измерений погрешность результатов измерений почти полностью определялась погрешностями средств измерений. Поэтому для достижения единства измерений было достаточно обеспечить единообразие средств измерений, т.е. такое состояние средств измерений, когда они проградуированы в узаконенных единицах измерений, а их метрологические свойства соответствуют нормам.

Существуют  принципы обеспечения единства измерений, к основным из которых относятся:

применение только узаконенных единиц физических величин;

воспроизведение физических величин с помощью  государственных эталонов;

применение  узаконенных средств измерений, которые прошли государственные  испытания и которым переданы размеры единиц физических величин  от государственных эталонов;

обязательный  периодический контроль через установленные  промежутки времени характеристик  применяемых средств измерений;

гарантия  обеспечения необходимой точности измерений при использовании  поверенных средств измерений и  аттестованных методик выполнения измерений;

использование результатов измерений только при  условии оценки их погрешности с  заданной вероятностью;

систематический контроль за соблюдением метрологических  правил и норм, государственный надзор и ведомственный контроль за средствами измерений.

Для реализации этих принципов созданы необходимые  научная, техническая и организационная  основы. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

27)Определение  и номенклатура  метрологических  характеристик СИ.

  Каждое  средство измерений обладает своими специфическими свойствами, вместе с тем имеются некоторые общие свойства, которые позволяют сопоставить средства измерений между собой. Свойства средств измерений описывают характеристиками среди которых основное место занимают метрологические характеристики. Под ними понимают характеристики свойств средств измерений, оказывающие влияние на результат и погрешности измерения. Знание метрологических характеристик необходимо для выбора средств измерения и оценивания точности результата измерений. Перечень метрологических характеристик средств измерений приведен в ГОСТе. 1) номинальная статическая характеристика преобразования (функция преобразования – функциональная зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигнала средства измерения, ее еще называют номинальной функцией преобразования средства измерения). 2) Чувствительность – отношение приращения выходного сигнала средства измерения к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала. Если номинальная статическая характеристика линейна, то чувствительность постоянна. Применительно к измерительным приборам – если их чувствительность постоянна, то шкала прибора равномерная, т.е. длина всех делений шкалы одниковая. 3) диапозон измерений – область значений измеряемой нормированной величины, для которой допускается погрешность средства измерения. Диапозон измерений ограничен наибольшим и наименьшим значениями. Для измерительных приборов область значений шкалы ограничивают начальным и конечным значениями шкалы, называют диапозоном показаний. Может делится на поддиапозоны. 4) Цена деления шкалы – разность значений величины, соответствующей двум соседним отметкам шкалы. Для средств измерений, выражающих результат измерения в цифровой форме указывают цену единицы младшего разряда, вид выходного хода и число разрядов хода. 5) для оценки влияния средства измерения на режим работы объекта исследования нормируется входное полное сопротивление. При включении средства измерения в цепь, оно потребляет от этой цепи некоторую мощность, что может привести к изменению режима цепи. 6) допустимая нагрузка на средство измерения и погрешность передачи сигнала измерительной информации зависит от  выходного полного сопротивления. 7) важнейшая характеритика средства измерения – погрешность, которую оно вносит  в результат измерения или как принято говорить погрешность средства измерения.

  Погрешности средств измерений зависят от внешних условий (влияющих величин), поэтому их принято делить на основную и дополнительную. Основная – погрешность  в условиях, принятых за нормальные для данного средства измерения. Дополнительная погрешность – возникает при отклонении измеряемой величины от нормальных значений (областей значений). Погрешности средств измерений могут быть систематическими или иметьсистематические и случайные составляющие. Природа этих составляющих погрешнотей средств измерений аналогична систематическим и случайным погрешностям измерений, которые рассматривались ранее. 8) вариация выходного сигнала – разность между значениями информативного параметра выходного сигнала соответствующими одному и тому же действительному значению входной величины при 2-х направлениях медленных изменений входной величины в процессе подхода к выбранному значению входной величины. 9) погрешности средств измерений делятся на аддитивные и мультипликативные. Аддитивные – погрешности не зависят от измеряемой величины. Мультипликативные – изменяются пропорционально измеряемой величине. 10) динамические характеристики средств измерений – характеристики инерционных свойств. Средства, определяющие зависимость выходного сигнала средства измерения от меняющихся во времени величин: параметры входного сигнала, внешних влияющих величин, нагрузки и др. В зависимости от полноты описания динамических свойств средств измерения различают полные, частные динамические характеристики. К полным динамическим характеристикам  относят переходную характеристику, амплитудно-фазовую, амплитудно-частотную, передаточную функцию и т.д. Частная динамическая характеристика не отражает полностью динамических свойств средств измерения. Примером частных динамических характеристик являются – время реакции средств измерения, значение резонансной собственной частоты, коэффициент дентфирования. Для измерительных приборов время реакции, время установления показаний, т.е. время от момента скачкообразного изменения измеряемой величины до момента установления с определенной погрешность показаний.

  Каждое  СИ обладает своими специфич. свойствами, вместе с тем имеются общие  св-ва, которые позволяют сопоставить СИ между собой. Свойства СИ описываются хар-ками среди которых основное место занимают метрологические – хар-ки свойств СИ, оказывающие влияние на результат и погрешности измерения.

  Перечень  МХ по ГОСТу: 1) номинальная статическая  характеристика преобразования (функция преобразования – функциональная зависимость между информативными параметрами выходного и входного сигнала СИ, её еще называют номинальной функцией преобразования СИ ).

  2) чувствительность  – отношение приращения выходного  сигнала СИ к вызвавшему это приращение изменению входного сигнала. Применительно к измерительным приборам – если их чувствительность постоянна, то шкала прибора равномерная.

  3) диапазон  измерений – область значений  измеряемой величины, для которой  нормируется погрешность СИ. Диапазон измер. огранич. наиб. и наим. значениями. Для измер. приборов область значений шкалы ограничивают нач. и конечн. значениями шкалы, называют диапазоном показаний, может делится на поддиапазоны.

  4) цена  деления шкалы – разность значений величины, соотв. двум соседним отметкам шкалы. Для СИ, выражающих результат измерения в цифр. форме указывают цену единицы младш. разряда, вид вых. кода и число разрядов кода.

  5) для  оценки влияния СИ на режим  работы объекта исследования  нормируется входное полное R. При включении СИ в цепь, оно потребл. от этой цепи некот. мощность, что может привести к изменению режима цепи.

  6) допустимая  нагрузка на СИ и погрешность  передачи сигнала измерительной  информации зависит от выходного  полного сопротивления.

  7) ! погрешность,  которую СИ вносит в результат  измерения. П. СИ  зависят от  внешних условий (влияющих величин), поэтому их принято делить  на основную и дополнительную. Основная – погрешность в условиях, принятых за нормальные для  данного СИ, дополн. – возникает при отклонении измеряемой величины от норм. значений (областей значений).

  8) вариация  выходного сигнала – разность  между значениями информативного  параметра выходного сигнала  соответствующими одному и тому  же действительному значению  входной величины при 2-х направлениях медленных изменений входной величины в процессе подхода к выбранному значению входной величины.

  9) погрешности  СИ на аддитивные и мультипликативные.  АПСИ не зависят от измеряемой  величины. МПСИ изменяются пропорционально  измеряемой величине.

  10) динамические  характеристики средств измерений  – характеристики инерционных  свойств. Средства, определяющие  зависимость выходного сигнала  средства измерения от меняющихся  во времени величин: параметры  входного сигнала, внешних влияющих величин, нагрузки и др. Напр. время реакции, время установления показаний, и др.