Лекция N2  15.02.02 

Методы  непосредственной оценки.

К методам сравнения  относятся методы измерения, при  которых измеряемая величина непосредственно  сравнивается с мерой.

Существуют четыре метода сравнения (вида):

      1 нулевой метод

      2 дифференциальный

      3 метод совпадения

      4 метод замещения

Нулевой метод  – результирующий эффект воздействия, измеряемой величины и меры на прибор сравнения доводят до нуля.

Пример:

      E0 - известно

      Пср - прибор сравнения

      Если  Пср показывает ноль, то Ex=E0

      Это наиболее точный метод. 
 
 

Дифференциальный  – на прибор сравнения воздействует разность измеряемой величины и меры.

Пример: та же схема, но Ex=E0+DE

В этом методе точность тем больше, чем меньше DE. 

Метод совпадения – о значении измеряемой величины судят по совпадению отметок или сигналов, относящихся к измеряемой величине и мере. 

Метод замещения  – измеряемую величину заменяют мерой. (т. е. Поочерёдно измеряют).

Пример:

 

                                    Если А₁=А₂, то r_x=r_o 
 
 
 

В зависимости  от того изменяется ли измеряемая величина или остаётся неизменённой различают статические и динамические измерения.

Статический –  измерение const или установившихся значений.

Динамический  – если измеряются мгновенные значения.

Ещё измерения  делят на: непрерывные и дискретные. Если СИ позволяют непрерывно следить за значениями измеряемой величины, то непрерывные. Если измерения проводятся только в выбранные моменты времени, то дискретные. 

Классификация средств измерений.

Опр. СИ: техническое средство, используемое при измерениях и имеющее нормированные метрологические хар-ки (т. е. Эти хар-ки обязательно известны, они заданы заранее и утверждены государством).

Виды СИ: 1 меры

                  2 измерительные приборы

            3 измерительные преобразователи

                  4 измерительные информационные системы

Опр. меры – СИ предназначенные для воспроизведения физической величины заданного размера. По назначению меры делятся: образцовые (служат для проверки других мер и других СИ), рабочие – непосредственно используются в процессе измерений (методы сравнения).

Образцовые –  эталоны – СИ предназначенные  для воспроизведения единиц измерения. Существуют: первичные, вторичные и  третичные эталоны.

Первичные эталоны  должны воспроизводить единицы измерения  в соответствии с определением единиц измерения в системе единиц.

Различают однозначные  и многозначные меры.

Однозначная мера – воспроизводит физическую величину одного размера.

Многозначная  мера – воспроизводит ряд одноимённых  величин различного размера. 

Измерительные приборы.

Опр. : Измерительные приборы – это СИ, предназначенные для выработки сигналов измерительной информации в форме доступной для непосредственного восприятия (в этом случае прибор должен иметь десятичную систему).

Приборы делятся  на: аналоговые и цифровые.

Аналоговые –  показания являются непрерывными функциями изменений измеряемых величин.

Цифровые –  автоматически вырабатывающие дискретные сигналы измеряемой инфо, показания  которой показаны в цифровой форме.

Различают показывающие и регистрирующие приборы.

По методу преобразования измеряемой величины в отсчёт, приборы делятся на два класса: 1 приборы прямого преобразования, 2 компенсационные приборы.

1 – Измеряемая  величина непосредственно или  через промежуточные преобразователи  воздействует на отчётные устройства.

2 – Используется  нулевой или дифференциальный методы сравнения. 

Приборы прямого  преобразования делятся на две группы:

1 электромеханические, 2 электроннокинетические.

В электромеханических  для перемещения подвижной части (стрелки) непосредственно используется энергия эл/магн. поля.

В приборах электроннокинетических эл/магн. поле используется для управления электронным лучом (осцилограф).

Приборы делятся  на: приборы постоянного тока, переменного  тока, постоянного и переменного  токов.

По конструкции  бывают стационарные (щитовые) и переносные приборы, стационарные приборы приспособлены для жёсткого крепления на месте, переносные обычно лабораторные приборы.

По способу  защиты корпусом: обыкновенные, водонепроницаемые, пыленепроницаемые, герметические, взрывобезопасные. 

Измерительные преобразователи.

Опр. : СИ, предназначенные для выработки сигналов измерительной инфо в форме удобной для передачи, дальнейшего преобразования, обработки и хранения, но не поддающейся непосредственному восприятию наблюдателя.

В зависимости  от характера измеряемых величин различают: преобразователи эл. величин в эл. величины, преобразователи эл. величин в не эл. . По выхходному сигналу делятся на два класса: 1 параметрический, 2 геператорый.

Выходные величины в параметрическом преобразователе  являются параметры эл. цепи: R, L, C.

В геператорных – выходной величиной является ЭДС. (термопара). 

Измерительные информационные системы.

Опр. : СИ, предназначенные для автоматического сбора, обработки, передачи и воспроизведения измерительной инфо от ряда источников.

В зависимости  от основного назначения ИИС делятся  на: измерительные системы (ИС), системы  автоматического контроля (САК), системы  технической диагностики (СТД), системы  опознания образов (СОО). 

Характеристики  средств измерений.

Делятся на: метрологические и не метрологические.

Метрологические – хар-ки влияющие на точность измерений.

Не метрологические - хар-ки не влияющие на точность измерений.

Опр. : Погрешность у меры – отклонение номинального значения меры (заданного размера меры), воспроизводящего ту или иную физическую величину, от истинного значения воспроизводимой её величины.

Опр. : Погрешность приборов, преобразователей – отклонение выходного сигнала от истинного значения измеряемой величины. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лекция  N3  22.02.02 

Т.к. истинное значение оказывается неизвестным, т. е. Найденным быть не может, то вместо него используют действительное.

Действительное  – значение физической величины найденное  экспериментальным путём и настолько  приближающееся к истинному, что  данной цели принято вместо него.

Иногда в качестве хар-ки СИ используют точность. Точность- степень приближения результата измерения к действительному  значению измеряемой величины, т. е. Это  хар-ка отражающая близость к нулю погрешности..

В зависимости  от изменении во времени измеряемые величины различают статические и динамические погрешности.

Статические погрешности  – погрешности при измерениях постоянных во времени величин.

Динамические  погрешности – разность между  погрешностью в динамическом режиме и статической погрешностью.

Пример: 

                                    В точку попасть  нельзя, это и есть ди-

                                    намическая погрешность.

                                    Статическая погрешность- ширина

                                    линии на осцилограмме. 
 
 
 

В зависимости  от хар-ра изменения погрешности  различают: систематические погрешности, случайные погрешности.

Систематические погрешности – погрешности постоянные или закономерно изменяющиеся.

Случайные п-ти – погрешности изменяющиеся случайным  образом, т. е. погрешности законы изменения  которых неизвестны.

В зависимости  от условия возникновения различают: основную и дополнительную погрешности.

Основная –  это погрешность СИ при н. у. работы (при нормальной температуре, влажности, отсутствии магнитного поля). Дополнительная – погрешность СИ вызванная отступлением от н. у. одного из влияющих факторов.

У СИ часто выделяют аддитивные и мультипликативные  погрешности.

Аддитивные - погрешности  в зависимости от изменения измеряемой величины (погрешность нуля). Мультипликативная -  линейно изменяется. 

                      В реальных приборах

 
 
 
 
 
 

Усилитель напряжения

                              Мультипликативная погрешность 
 
 
 
 
 
 
 
 

2. Вариация.

Вариация выходного  сигнала измерительного преобразователя, (Показаний прибора- разность между  значениями информативного параметра  выходного сигнала преобразователя (или показания прибора) ), соответствующими данной точке диапазона измерения при различных направлениях медленных измерений информативного параметра входного сигнала в процессе подхода к данной точке диапазона измерений. 
 
 

Пример:

                  Действительные значения мультипликативности окажутся

            различными. 

Информативный параметр сигнала – это параметр функционально связанный с измеряемым свойством или являющийся самым  измеряемым свойством объекта измерения. 

3. Чувствительность.

  

                  S=dy/dx          S- чувствительность

                              y-выходная величина

                              x-измеримая 

Для эл./мех. приборов S=da/dx=[дел]/[В,А,…]

В зависимости  от F(x) меняется шкала прибора.

S=F(x)

Если F(x) постоянна, то шкала равномерная

Если F(x) непостоянна, то шкала неравномерная 

  
 
 
 
 
 
 
 

Величина обратная к чувствительности наз-ся постоянной прибора

C=1/S=[В,А,…/дел]

Порог чувствительности – наименьшее значение, измеряемой величины, способной вызвать заметное изменение выходного сигнала  преобразователя или показаний  прибора. 

4. Время установления  выходного сигнала или показания прибора.

(динамическая  хар-ка, показывает как реагирует  прибор на изменение величины). Хар-ка переходного процесса и  определяется готовым к действию  СИ.