1.  Погрешность средств измерений, как правило, разделяют на следующие составляющие: основную погрешность; дополнительные погрешности; динамическую погрешность. Соответственно, в нормативно-технических документах в качестве метрологических характеристик средств измерений нормируют: характеристики основной погрешности средств измерений; характеристики чувствительности средств измерений к влияющим величинам; динамические характеристики средств измерений (ГОСТ 8.009-84).

На данном этапе разработки МВИ характеристики дополнительных и динамической погрешностей средств измерений определяют путем расчета по нормированным метрологическим характеристикам средств измерений выбранных типов и по исходным данным. Общий подход к расчету характеристик погрешностей средств измерений в реальных условиях их применения изложен в «Методическом материале по применению ГОСТ 8.009-84»; методы расчета – в РД 50-453-84.

2.  Характеристики составляющей погрешности прямых измерений, обусловленной взаимодействием средств измерений с объектом измерений, определяют путем расчета по соответствующей нормированной метрологической характеристике средств измерений данного типа (ГОСТ 8.009-84) и характеристике выходной цепи объекта измерений.

Для случая линейных выходной цепи объекта измерений и входной цепи средства измерений, потребляющего энергию от объекта измерений, метод расчета данной составляющей погрешности измерений изложен в «Методическом материале по применению ГОСТ 8.009-84».

3.  При прямых измерениях величин, являющихся функцией пространственных координат, характеристики составляющей погрешности измерений, обусловленной конечной пространственной разрешающей способностью средств измерений, определяют путем расчета по характеристике разрешающей способности, нормированной для средств измерений выбранного типа, и по ориентировочному виду измеряемой функции пространственных координат, который (при необходимости учета данной составляющей погрешности измерений) должен быть приведен в составе исходных данных для выбора методов и средств измерений.

К личной погрешности измерений относят составляющую погрешности прямых измерений, обусловленную погрешностью отсчета оператором показаний по шкалам измерительных приборов, по диаграммам регистрирующих приборов и т. п. Характеристики личной погрешности определяют на основе нормированной (ГОСТ 8.009-84) номинальной цены делений шкалы измерительного прибора (или диаграммой бумаги регистрирующего прибора) выбранного типа с учетом способности «среднего» оператора к интерполяции в пределах деления шкалы.

Расчет характеристик погрешности прямых измерений проводят в следующей последовательности.

1.  Определяют по отдельности характеристики трех методических погрешностей прямых измерений.

2.  Определяют по отдельности характеристики трех составляющих погрешности средств измерений и двух других инструментальных погрешностей прямых измерений.

Если в качестве средства измерений применяется измерительная система, метрологические характеристики которой в целом не нормируются, а нормируются метрологические характеристики ее компонентов (первичных и промежуточных измерительных преобразователей, коммутаторов, вторичных измерительных приборов), предварительно должны быть рассчитаны метрологические характеристики измерительных каналов измерительной системы по нормированным метрологическим характеристикам ее компонентов (подход к подобным расчетам и принципы регламентации метрологических характеристик измерительных каналов измерительных систем изложены в «Методическом материале по применению ГОСТ 8.009-84» и в МИ 202-80).

3.  Определяют характеристики личной погрешности измерений.

4.  Определяют характеристики погрешности прямых измерений в заданных условиях путем суммирования характеристик всех ее составляющих.

3.4.5. Определение характеристик погрешности косвенных измерений.

При расчете характеристик погрешности косвенных измерений, на основе выбранной процедуры и технических средств МВИ, с учетом факторов МВИ, указанных вначале, следует учитывать, кроме погрешностей прямых измерений, по результатам которых вычисляются результаты косвенных измерений, также методические погрешности косвенных измерений и возможную корреляцию погрешностей прямых измерений.

Характеристики составляющих полной (суммарной) погрешности косвенных измерений выражают в масштабе и в единицах измеряемых величин.

Погрешность вычисления результатов косвенных измерений может быть обусловлена: отличием алгоритма (формулы) вычислений от строгой функции (функционала) зависимости величин, определяемых путем косвенных измерений, от величин, подвергаемых прямым измерениям; конечным числом разрядов результатов прямых и косвенных измерений и др.

При косвенных измерениях могут возникать составляющие погрешности измерений (как правило, инструментальные), обусловленные корреляцией (взаимной и автокорреляцией) погрешностей прямых измерений.

Учет этих составляющих позволяет уточнить значение характеристик погрешности измерений, т. е. приблизить их расчетные значения к действительным значениям.

Взаимная корреляция погрешностей прямых измерений может быть определена, как правило, только путем экспериментального исследования реализаций МВИ. Если это исследование покажет, что коэффициент взаимной корреляции может быть существенным, то в документе, регламентирующем данную МВИ (стандарт, описание, паспорт и т. п.), должны быть указаны условия, при выполнении которых составляющая погрешности измерений, обусловленная взаимной корреляцией погрешностей прямых измерений, не превышает определенной нормы.

Автокорреляционная функция погрешности прямых измерений (или ее параметры) может быть определена путем экспериментального исследования реализаций МВИ или из нормативно-технического документа на выбранный тип средств измерений, если в этом документе нормирована автокорреляционная функция (или ее параметры) погрешности средств измерений данного типа (ГОСТ 8.009-84).

Характеристики полной (суммарной) погрешности Δ косвенных измерений определяют путем расчета на основе формулы (15) полной погрешности как суммы (объединения) частных погрешностей: взвешенной суммы (объединения) погрешностей Δ прямых измерений аргументов функции зависимости измеряемой величины от величин , подвергаемых прямым измерениям; методической погрешности , обусловленной отличием алгоритма расчета результата косвенного измерения от истинной функции (п. 5.1.1); методической погрешности обусловленной дискретностью аргументов, по которым рассчитывают результат косвенного измерения (п. 5.1.2).

(1)

Примечания:

1.  Формула (1) представляет собой символическую запись объединения составляющих погрешности косвенных измерений функции . На основании этой формулы возможно рассчитать математическое ожидание, дисперсию и другие необходимые характеристики погрешности косвенных измерений.

2.  Для таких косвенных измерений, результаты которых вычисляются с использованием систем уравнений (совокупные, совместные измерения) или как функционалы, полные (суммарные) погрешности измерений должны определяться на основе формул, учитывающих подобно формуле (1) все необходимые составляющие, но конкретизированных в зависимости от вида конкретных систем уравнений и функционалов, решением которых определяют результат измерений.

Расчет характеристики погрешности косвенных измерений проводят последовательно.

1.  Определяют характеристики погрешности каждого из предусмотренных в МВИ прямых измерений.

2.  Определяют характеристики методических погрешностей косвенных измерений.

3.  Определяют характеристики полной (суммарной) погрешности косвенных измерений на основе формулы (1).

При возможности экспериментального определения взаимной корреляции между погрешностями прямых измерений, дисперсия погрешности косвенных измерений на основе формулы (1) рассчитывается по формуле

(2)

Здесь , и – центрированные случайные составляющие соответствующих погрешностей; – дисперсия; – математическое ожидание произведений погрешностей и : их взаимный корреляционный момент.

Если взаимная корреляция между погрешностями прямых измерений отсутствует или не учитывается, дисперсия погрешности косвенных измерений определяется первыми двумя членами формулы (2).

Методы расчета погрешностей косвенных измерений можно подробно изучить также в МИ 1730-87.

3.4.6. Окончательный выбор методов и средств измерений.

Рассчитанные характеристики погрешности измерений в заданных условиях сравнивают с заданными пределами их допускаемых значений. При этом можно выделить четыре случая.

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