Основы метрологии: практикум по метрологии и измерениям - Пронкин Н.С.
ISBN 978-5-98704-267-4
Скачать (прямая ссылка):
16
Рабочие условия измерения — условия измерений, при которых значения влияющих величин находятся в пределах рабочих областей, в которых, в свою очередь, нормируют дополнительную погрешность или изменение показаний СИ. Например, рабочая область температур окружающей среды от -60 до +600C, изменения напряжения в сети от 180 до 230 В.
Следует подчеркнуть, что нормальные и рабочие условия применения СИ определяются документацией на СИ (стандартами, техническими условиями) и зависят от вида СИ и условий его применения. Различают четыре составляющих инструментальной погрешности СИ:
1. Погрешность, обусловленная неидеальностью собственных свойств СИ, т.е. отличием действительной функции преобразования СИ в нормальных условиях от номинальной функции преобразования. Эта составляющая погрешности называется основной погрешностью СИ.
2. Погрешность, обусловленная реакцией СИ на изменения внешних влияющих величин и неинформативных параметров входного сигнала относительно их нормальных значений. Эта составляющая зависит как от свойств СИ, так и от изменений влияющих величин и называется дополнительной погрешностью СИ.
3. Погрешность, обусловленная реакцией СИ на скорость (частоту) изменения входного сигнала. Эта составляющая, определяющая динамическую погрешность измерений, зависит как от динамических свойств СИ, так и от частотного спектра входного сигнала и называется динамической погрешностью СИ.
4. Погрешность, обусловленная взаимодействием СИ и объекта измерений. Подключение СИ к объекту измерений во многих случаях приводит к изменению значений измеряемой ФВ относительно того значения, которое имела измеряемая величина до подключения СИ к объекту измерений и определение которого является целью измерений. Эта составляющая зависит от свойств СИ и объекта измерений и называется погрешностью взаимодействия.
Примечания. 1. Погрешность взаимодействия в ГОСТ 8.009—84 определяется как погрешность, обусловленная взаимодействием СИ и объекта измерения. Однако погрешность взаимодействия СИ может иметь место и при подключении СИ к другому СИ, например в измерительной системе. Такая возможность рассматривается в методическом материале по применению ГОСТ 8.009-84.
2. В РМГ 29-99 [2] не введено понятия «погрешность взаимодействия», хотя имеются определения основной, дополнительной и динамической погрешностей СИ. Погрешность взаимодействия в соответствии с этим документом может быть отнесена к дополнительной погрешности. Действительно, взаимодействие СИ по входу или выходу с другими объектами или СИ влияет на MX основного СИ через какие-то влияющие величины, например изменение поля излучения в области
17
чувствительной области СИ (датчика). Погрешность взаимодействия может быть отнесена также к методической погрешности, поскольку выбранный метод взаимодействия СИ с объектом измерения может вносить дополнительную погрешность.
1.7. МОДЕЛИ ПОГРЕШНОСТЕЙ СРЕДСТВ ИЗМЕРЕНИЙ
Принимается [6], что модели инструментальной погрешности СИ определенного типа в реальных условиях применения могут иметь один из двух видов.
Модель I
/
Асиі = Aos * Ао * Дон * Аа * Adyn> О-3)
о
где A08, A0 — систематическая и случайная составляющие основной погрешности СИ соответственно; Аон — случайная составляющая основной погрешности, обусловленной гистерезисом;
ХАа — объединение дополнительных погрешностей Аг, СИ, /=1 ^
обусловленных влиянием влияющих величин, в том числе влиянием взаимодействия СИ с другими объектами и неинформативных параметров входного сигнала СИ (далее влияющих величин); / — число дополнительных погрешностей; Adyn — динамическая погрешность.
Для этой модели расчет погрешности состоит в статистическом объединении всех существенных составляющих погрешностей, т.е. в вычислении точечных и интервальных оценок, которые характеризуются определенной вероятностью, отличной от единицы.
Модель II
/
АСИН = А0* *Adyn> (1'4)
где A0 — основная погрешность СИ без разделения ее на составляющие, как в модели I. Модель II применима только для СИ таких типов, у которых случайная составляющая основной погрешности может считаться несущественной (пренебрежимо малой). Для этой модели метод расчета погрешности заключается в арифметическом суммировании модулей наибольших возможных значений всех существенных составляющих инструментальной погрешности измерений. Эти наибольшие возможные значения представляют собой границы интервалов, в которых соответствующие составляющие находятся с вероятностью, равной единице, т.е. представляют собой пределы допускаемых погрешностей (консервативная оценка).
18
Такая оценка погрешности, принятая для модели И, приводит к существенному ужесточению требований к MX СИ, что может быть применимо только к наиболее ответственным измерениям, связанным, например, с безопасностью людей.
1.8. ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ МЕТРОЛОГИИ В ВОПРОСАХ, ОТВЕТАХ И ПРИМЕРАХ
Материал этого раздела изложен в форме вопросов и ответов, позволяющих в дополнение к разд. 1.1—1.3 представить основные понятия и положения метрологии.
1. Вопрос. На основе каких понятий строится метрология как наука об измерении?
