Нефедов В.И. - Электрорадиоизмерения (1066241), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Погрешности измерительного прибора — инструменталь­ные погрешности.

Измерительная установка — совокупность функционально объединенных средств измерений и вспомогательных устройств, предназначенная для выработки сигналов измерительной инфор­мации в форме, удобной для непосредственного восприятия на­блюдателем.

Измерительная система (ИС) — совокупность средств изме­рений и вспомогательных устройств, соединенных между собой каналами связи, предназначенная для выработки сигналов измери­тельной информации в удобной для автоматической обработки форме, ее передачи и использования в системах управления. Изме­рительные системы условно делят на информационно-измерительные системы (ИИС), измерительно-вычислительные комплексы (ИВК) и компьютерно-измерительные системы (КИС).

Информационно-измерительные системы — совокупность функционально объединенных средств измерений, средств вы­числительной техники и вспомогательных устройств, соединен­ных между собой каналами связи, предназначенных для выработки сигналов измерительной информации о физических величинах, свойственных данному объекту, в форме, удобной для автоматической обработки, передачи и (или) использования в ав­томатических системах управления.

Измерительно-вычислительные комплексы представляют собой совокупность средств измерений и компьютеров, объеди­ненных с помощью устройств сопряжения и предназначенных для измерений, научных исследований и расчетов.

Компьютерно-измерительная система (виртуальный при­бор) состоит из стандартного или специализированного компью­тера со встроенной в него платой (модулем) сбора данных.

1.5. Эталоны единиц электрических величин

Средства измерений, предназначенные для воспроизведения и хранения единиц измерений, поверки и градуировки приборов делятся на эталоны и образцовые средства измерения.

Эталон — средство измерения (или комплекс средств изме­рений), обеспечивающее воспроизведение и (или) хранение еди­ницы физической величины с наивысшей точностью для данного

уровня развития измерительной техники с целью передачи ее размера нижестоящим по поверочной схеме средствам измере­ний. Эталон должен обладать тремя взаимосвязанными свойст­вами: неизменностью, воспроизводимостью и сличаемостью.

Неизменность — свойство эталона удерживать неизменным размер воспроизводимой им единицы физической величины в течение длительного интервала времени.

Воспроизводимость — возможность воспроизведения еди­ницы физической величины с наименьшей погрешностью для существующего уровня развития измерительной техники.

Сличаемость — возможность сличения с эталоном других средств измерений, нижестоящих по поверочной схеме, в первую очередь вторичных эталонов, с наивысшей точностью для суще­ствующего уровня развития техники измерений.

Эталоны классифицируют в зависимости от назначения. Это назначение предполагает оснащение метрологической службы первичными, специальными, государственными, национальными, международными и вторичными эталонами (рис. 1.3).

Рис. 1.3. Классификация эталонов

Первичный эталон — эталон, обеспечивающий воспроизве­дение единицы с наивысшей в стране точностью. Первичные эта­лоны — уникальные средства измерений, часто представляющие собой сложнейшие измерительные комплексы. Они составляют основу государственной системы обеспечения единства измере­ний и могут быть специальным, государственным, национальным и международным.

Специальный эталон обеспечивает воспроизведение едини­цы в особых условиях и заменяет для них первичный эталон. Он

служит для воспроизведения единицы физической величины в условиях, когда первичный эталон нельзя использовать, и прямая передача размера единицы от первичного эталона с требуемой точностью технически неосуществима (например, на сверхвысо­ких частотах).

Первичные и специальные эталоны являются исходными для страны, их утверждают в качестве государственных.

Государственный — первичный (или специальный) эталон, признанный решением уполномоченного Государственного орга­на в качестве исходного на территории государства. Госу­дарственные эталоны создают, хранят и применяют центральные метрологические научные институты страны.

Национальный — эталон, признанный официальным реше­нием в качестве исходного для страны.

Международный — эталон, принятый по международному соглашению в качестве международной основы для согласования с ним размеров единиц, воспроизводимых и хранимых нацио­нальными эталонами.

Вторичный эталон — эталон, значение которого устанавли­вают по первичному эталону. Вторичные эталоны являются ча­стью подчиненных средств хранения единиц и передачи их размеров, создаются в тех случаях, когда это необходимо для ор­ганизации поверочных работ, а также для обеспечения сохранно­сти и наименьшего износа государственного эталона. По назначению вторичные эталоны делят на эталоны-свидетели, эта­лоны-копии, эталоны сравнения и рабочие эталоны.

Эталон-свидетель служит для проверки сохранности и не­изменности государственного эталона и замены его в случае пор­чи или утраты. В настоящее время только эталон килограмма имеет эталон-свидетель.

Эталон-копия предназначен для передачи размера едини­цы рабочим эталонам. Его создают в случае необходимбсти про­ведения большого числа поверочных работ с целью предохранения первичного или специального эталона от преждевременного изно­са. Эталон-копия представляет собой копию государственного эталона только по метрологическому назначению.

Эталон сравнения применяют для взаимного сличения эта­лонов, которые по тем или иным причинам нельзя непосредст-

Глава 2

ПОГРЕШНОСТИ И ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ ИЗМЕРЕНИЙ

2.1. Общие сведения

Измерение можно считать законченным, если найден не только результат измерения, но и проведена оценка его погрешности. В метрологии определение «погрешность» является одним из центральных, причем в нем отражены понятия «погрешность результата измерения» и «погрешность средства измерения». Эти два понятия близки друг к другу и обычно их классифицируют по одинаковым признакам.

Погрешностью результата измерения называют отклонение найденного значения от истинного значения измеряемой величины. Так как истинное значение измеряемой величины неизвестно, то при количественной оценке погрешности пользуются действительным значением физической величины. Это значение находится экспериментально и настолько близко к истинному значению, что для поставленной измерительной задачи может быть использовано вместо него.

Погрешность средства измерения представляет собой разность между показаниями средства измерения и истинным (действительным) значением измеряемой физической величины. Она характеризует точность результатов измерений, проводимых используемым средством.

Как одну из основных характеристик результата измерения, погрешность необходимо оценить. Погрешность результата изме­рения можно оценить с разной точностью на основании различной исходной информации. Поэтому различают измерения с точной, приближенной и предварительной оценкой погрешностей.

При измерениях с точной оценкой погрешности учитывают индивидуальные метрологические свойства и характеристики примененных средств измерения, анализируют метод измерений, контролируют условия измерений. Кстати, понятие «точной» оценки условно, так как это сделать принципиально невозможно.

Если измерения ведут с приближенной оценкой погрешности, то учитывают лишь метрологические характеристики средства измерения и оценивают их влияние на результат только отклоне­ния условий измерения от нормальных.

Измерения с предварительной оценкой погрешности выполняют по типовым методикам, нормативными документами, в которых указаны методы и условия измерений, типы и погрешности используемых средств измерений и на основе этих данных заранее оценена возможная погрешность результата.

По форме количественного выражения погрешности делят на абсолютные, относительные и приведенные.

Абсолютной погрешностью , выражаемой в единицах измеряемой величины, называют отклонение результата измерения от истинного значения :

(2.1)

Разновидностью абсолютной погрешности является предельная погрешность — погрешность, больше которой в данном измерительном эксперименте не может быть.

Абсолютная погрешность характеризует значение и знак полученной погрешности, но не определяет качество самого измерения. Характеристикой качества измерения является точность измерения, отражающая меру близости результата измерения к истинному значению измеряемой величины. Высокой точности измерений соответствует малая погрешность. Например, измерение силы тока в 10 и 100 А может быть выполнено с идентичной абсолютной погрешностью А. Однако качество первого измерения хуже второго. Поэтому для сравнения качества изме­рений, используют относительную погрешность.

Относительной погрешностью называют отношение абсолютной погрешности измерения к истинному значению измеряемой величины:

(2. 2)

Мерой точности измерений служит показатель, обратный мо­дулю относительной погрешности: |. Относительную погрешность часто выражают в процентах:

%

Так как обычно , то относительная погрешность может быть определена как или %.

Если измерение выполнено однократно и за абсолютную погрешность результата измерения принята разность между показанием прибора и истинным значением измеряемой величины , то из (2. 2) следует, что значение уменьшается с ростом .

Характеристики

Список файлов книги