3.  Устанавливают вид измерений, используемых в МВИ для определения значений измеряемой величины – прямые или косвенные.

4.  На основании исходных данных; решения, принятого по п. 3; обзора существующих видов средств измерений, которые, предположительно, смогли бы применяться в разрабатываемой МВИ, устанавливают, необходимо ли использовать вторичный процесс и его информативный параметр, отражающий искомое свойство объекта измерений.

Вторичный процесс используется в случаях, когда невозможно или нецелесообразно применение такого средства измерений, которое может непосредственно воспринимать измеряемую величину (или процесс, информативным параметром которого она является).

Выбранный вторичный процесс и его информативный параметр определяют принятый в МВИ метод (методы) преобразования измеряемой величины во входной сигнал средства измерений.

5.  На основании заданных исходных данных; решений, принятых по пп. 3 и 4; требований к степени автоматизации измерений, к эксплуатационным, эргономическим и другим характеристикам МВИ устанавливают виды и типы используемых в МВИ средств измерений, а также других технических средств, таких, например, как вспомогательные источники энергии, средства автоматизации, средства вычислительной техники и др.

На данном этапе предварительный выбор типов средств измерений основывают на комлексе нормированных для них метрологических характеристик, других технических характеристик, рабочих условий применения типов средств измерений. На данном этапе производится ориентировочный расчет погрешностей средств измерений в реальных для данных МВИ условиях применения. При этом можно руководствоваться общими рекомендациями, изложенными в «Методическом материале по применению ГОСТ 8.009-84», и методами расчета, изложенными в РД 50-453-84.

Этапы по пп. 3 – 5 взаимосвязаны. Они могут осуществляться в другом порядке, совместно, с повторением всех этих этапов или некоторых из них.

6.  Составляют схему соединений средств измерений с объектом измерений, между собой (если их несколько), с другими техническими средствами.

7.  Если предполагается, что для удовлетворения требований к погрешности МВИ необходимо будет при измерениях уменьшать влияние случайных составляющих погрешности измерений, предварительно устанавливают число измерений (наблюдений) и соответствующий алгоритм обработки их отдельных результатов.

8.  Если предполагается, что для удовлетворения требований к погрешности МВИ необходимо будет при измерениях уменьшать систематические составляющие погрешности измерений, выбирают методику исключения (уменьшения) систематических составляющих погрешности.

В результате выполнения работ по пп. 1 – 8 предварительный выбор методов и средств измерений закончен, т. е. разработан первый проект МВИ.

3.4.3. Общие правила и условия определения характеристик погрешностей измерений

На основе заданных исходных данных и анализа первого проекта МВИ проводится расчет характеристик погрешностей измерений, которые могут быть присущи любым результатам измерений, получаемым при использовании реализаций данной МВИ в заданных условиях.

При расчете характеристик погрешностей измерений, соответствующих первому проекту МВИ, в качестве метрологических характеристик средств измерений принимают их нормированные значения.

Определяться должны именно те характеристики полной (суммарной) погрешности измерений, пределы допускаемых значений которых указаны в исходных данных для выбора методов и средств измерений. Виды характеристик погрешностей измерений указаны в МИ 1317-86. Выбираются те характеристики (дисперсии или модули наибольших возможных значений) составляющих, суммированием которых определяется искомая характеристика полной (суммарной) погрешности измерений.

Если в МВИ предусмотрено уменьшение влияния случайной составляющей погрешности прямого измерения путем многократных прямых измерений, то вместо ее характеристики в расчет вводят характеристику случайной погрешности среднего арифметического результата многократных прямых измерений (при принятом их числе). При этом за окончательный результат прямого измерения принимают указанное среднее арифметическое.

Если в систематическую составляющую погрешности измерений входят составные части, значения которых постоянны и известны (или могут быть определены), последние могут быть исключены из погрешности измерений, т. е. могут быть введены поправки в результат измерений. Если в МВИ предполагается введение поправок в результаты измерений, то вместо характеристик систематической составляющей погрешности измерений как характеристик случайной величины (см. «Методический материал по применению ГОСТ 8.009-84»), в расчет вводят характеристики неисключенного остатка систематической погрешности как характеристики случайной величины. Тогда при измерениях по данной МВИ обязательно введение поправок в результаты измерений.

В зависимости от того, какие заданы характеристики внешних условий измерений, могут быть рассчитаны разные характеристики погрешности измерений в реальных условиях измерений.

1.  Если заданы и при расчете используются конкретные значения влияющих величин с пренебрежимо малыми возможными отклонениями (например, температура окружающей среды (20 ± 2)°С; напряжение питания (220 ± 5)В, то рассчитанные характеристики погрешностей измерений соответствуют применению реализаций МВИ именно при этих значениях влияющих величин.

2.  Если заданы и при расчете используются нижние и верхние границы возможных значений влияющих величин (например, температура окружающей среды от минус 30 до плюс 50°С; напряжение питания от 180 до 230 В), то могут быть рассчитаны только наибольшие характеристики погрешностей измерений, соответствующие граничным условиям применения МВИ.

3.  Если заданы (или предполагаются) и при расчете используются характеристики влияющих величин как случайных процессов, то могут быть рассчитаны характеристики погрешности измерений как функции случайного аргумента (влияющих величин). Методика подобного расчета характеристик погрешностей средств измерений (именно они дают вклад в погрешность измерений, зависящую влияющих величин) изложена в Приложении «Методического материала по применению ГОСТ 8.009-84»

В зависимости от того, какие известны (из заданных исходных данных) временные или спектральные характеристики измеряемой величины или сигнала, информативным параметром которого является измеряемая величина, и динамические характеристики примененных в МВИ средств измерений (из нормативно-технических документов на средства измерений примененных типов), могут быть рассчитаны разные характеристики динамической погрешности средств измерений (см. «Методический материал по применению ГОСТ 8.009-84»).

1.  Если известно время установления показаний измерительного прибора, то можно определить: а) интервал времени (начиная с момента измерения измеряемой величины, близкого по характеру к скачкообразному), после окончания которого допускается брать отсчет по шкале измерительного прибора; б) наибольшее возможное значение составляющей погрешности измерения, обусловленной динамическими свойствами измерительного прибора, при соблюдении условия а).

2.  Если известны частный спектр сигнала, информативным параметром которого является измеряемая величина, и полные динамические характеристики средств измерений, то возможно определить вероятностные характеристики динамической погрешности средств измерений.

При анализе первого проекта МВИ необходимо проверить, не возникают ли вследствие каких-либо особенностей МВИ (например, из-за применения вспомогательных технических средств, наличия каналов связи между техническими средствами МВИ и др.), дополнительные составляющие погрешности измерений, кроме рассмотренных выше. Их следует в расчете учесть, если они вызывают увеличение рассчитанных характеристик погрешностей измерений не менее, чем на 15–20 %.

При анализе первого проекта МВИ, если необходимо (отсутствует достаточная информация о свойствах методов и средств измерений), могут проводиться экспериментальные исследования для получения требуемых данных. Для этого нужно осуществить (изготовить) макет реализации МВИ, соответствующий первому проекту МВИ, или, если отсутствует информация о свойствах средств измерений, отобрать для исследований экземпляры средств измерений.

3.4.4. Определение характеристик погрешности прямых измерений.

При расчете характеристик погрешности прямых измерений рекомендуется эту погрешность разделить на три группы составляющих: методическая, инструментальная, личная.

На основе исходных данных; анализа схемы соединений в МВИ средств измерений с объектом измерений, между собой и с другими техническими средствами, используемыми в МВИ; с учетом факторов МВИ, указанных в пп. 3.4.1, выявляют и определяют характеристики следующих возможных основных методических погрешностей прямых измерений.

1.  Погрешность, обусловленная различием между принятой моделью объекта измерений и той (неизвестной) моделью, которая адекватно отражала бы свойства объекта измерений, изучаемые путем измерений, и (или) различием между параметром (функционалом) модели, принятым за измеряемую величину, и параметром (функционалом), «более адекватно» отражающим изучаемое свойство объекта измерений.

2.  Погрешность, обусловленная возможными отклонениями от нормальных значений параметров функции зависимости информативного параметра вторичного процесса от измеряемой величины (при использовании в МВИ вторичного процесса).

3.  Погрешность передачи величин, подвергаемых прямым измерениям, от объекта измерений средствам измерений.

В эту погрешность не входит составляющая погрешности измерений, обусловленная взаимодействием средств измерений с объектом измерений (см. «Методический материал по применению ГОСТ 8.009-84»), зависящая от свойств средств измерений и, следовательно, по определению, относящаяся к инструментальным погрешностям измерений.

В соответствии с «Методическим материалом по применению ГОСТ 8.009-84» к инструментальным погрешностям прямых измерений отнесены погрешности, зависящие от свойств средств измерений: погрешности средств измерений; составляющие погрешности измерений, обусловленные взаимодействием средств измерений с объектом измерений; составляющая погрешности измерений, обусловленная конечной пространственной разрешающей способностью средств измерений.

Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах:
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49