Классификация средств измерения.

 

1. Меры- средства измерения, воспроизводящие физическую величину, заданного размера. Используются для того, чтобы выдавать значение, а не измерять.

                    копия

Эталон        копия……образцовая мера, рабочая мера..

           копия

                

1. Измерительные преобразователи – СИ, которые выдают сигнал измер. Информации в форме, удобной для передачи, хранения, обработки, но не удобной для непосредственного восприятия наблюдателем.

Для каждой ФВ есть свой измерительный прибор, а то и не один.

2.1 Измерительные преобразователь – электрической величины в электрическую (измерительный трансформатор)

2.2 Не электрической величины в электрическую (термопара)

2.3 Генераторные ИП – генерируют сигнал (термопара)

2.4 Параметрические ИП – (ТС) – для их работы требуется дополнительные ИП

       Датчик – конструктивно оформленный ИП

1. Измерительные приборы – СИ, вырабатывающие сигнал измерительной информации в форме удобной непосредственно для восприятия наблюдателя.

3.1 Аналоговые измерительные приборы.

 

0                                                        х_max

3.2 Цифровые (квантованные) измерительные приборы.

 

Там где требуется наблюдать за большим количеством величин – аналоговые.

Выходная величина аналоговых приборов есть непрерывная функция входной величины.

Цифровые приборы – дискретные значения входной величины.

В зависимости от возможности сохранности результата

  1. Показывающие.

  2. Регистрирующие.

В зависимости от места установки выделяют.

  1. Стационарные.

  2. Переносные.

1. Измерительные установки – совокупность конструктивно и функционально объединенных средств измерения и вспомогательных устройств, предназначенная для рационального проведения эксперимента.
2. Измерительные системы – совокупность конструктивно и функционально объединенных средств измерения и вспомогательных устройств, предназначенных для АВТОМАТИЧЕСКОГО сбора измерительной информации от ряда объектов с последующей передачей, обработкой, хранением.

 

Методы измерений.

В зависимости от использования меры, выделяют 2 метода.

1. Метод непосредственной оценки – в процессе измерения мера не участвует, результат получается непосредственно на отсчетной устройстве СИ.

Мера используется опосредованно, поскольку она использовалась при изготовлении этого средства измерения.

1. Методы сравнения – мера непосредственно участвует в процедуре измерения.

2.1 Нулевой метод.

Метод заключается в том, что разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой в процессе измерения сводится к нулю, что фиксирует НИ. Результат равен U₀.

По данной схеме построены мостовые измерительные приборы.

При высокой точности меры, метод позволяет получить результат с высокой точностью.

2.2   Дифференцированный метод.

Данный метод позволяет получить результат с высокой точностью, при использовании сравнительно низко-точного СИ.

Δ – абсолютная погрешность измерения вольтметром.

Δ/ΔU – есть относительная погрешность

Пусть Δ/ΔU=1%

Возьмем и подберем меру т.о., чтобы ΔU/E_x≈1%

Поскольку мера – средство измерения точно, то погрешностью U₀ можно пренебречь.

Относительная погрешность измеряемой величины E_x Δ/E_x≈0,01%
_xЭтот способ обладает достаточной точностью, в случае, если объект измерения ≈ мере.

 

Погрешности измерений. Классификация. Примеры.

Цель – измерение значения ФВ.

Погрешность – разность м/д измеренной величиной и истинным значением (действующим значением)

Δх=х_изм – х_ист = х_изм – х_д

х_рез=х_изм ± Δх

Результат – значение измеренной величины ± погрешность

Погрешность – количественная характеристика.

Точность измерения – качественная характеристика, отражающая близость к нулю погрешности измерения.

 

Классификация погрешностей

1. По способу выражения погрешности.

1.1. Абсолютная погрешность            

  Δ=х_изм-х_д – выражается в единицах измеряемой величины

1.2.  Относительная погрешность.

    δ = Δ/х_изм*100%

   Отношение абсолютной погрешности к измеренному значению, выражается, как правило, в %.

1.3. Приведенная погрешность.

   γ= Δ/х_N*100%

   Отношение абсолютной погрешности к некоторому нормирующему значению – приведенная погрешность.

 

Только для описания СИ, т.к. x_N - характеристика Си, которая определяется следующим образом.

a) x_N=x_max – предельное значение СИ данного диапазона.

                              

                       0                            x_max

b) x_N = | - x_max| + | x_max| В общем случае -x_max<> x_max.

                                      0

                          -x_max                    x_max

c) x_N=x_max, если нуля нет. x_нач­<>0

                              x_нач

                                                               x­_max

1. По месту (причине) возникновения.

1. Методическая погрешность – погрешность, возникающая из-за неадекватности принятой модели объекту измерения.

2. Инструментальная погрешность – приборная погрешность самого СИ

1. По характеру изменения.

1. Систематическая погрешность - погрешность, которая постоянная или изменяется по известному закону.

2. Случайная погрешность - изменяется по закону случайных чисел. Для ее нахождения используются элементы теории вероятности – статистические измерения.

3. Промахи (грубая погрешность) – субъективная погрешность оператора.

1. По способу воздействия окружающей среды на средство измерения

1. Основная погрешность – возникает при нормальных условиях эксплуатации средства измерения. н.у. T(20ºC), p (760 мм рт. ст.), влажность (80%), э/м воздуха

2. Дополнительная погрешность – в условиях отличных от нормальных.

В паспортах приборов указывается коэффициенты влияния, которые позволяют рассчитать изменения показаний в зависимости от изменения условий.

1. По характеру изменения во времени.

1. Статическая погрешность – возникает при измерении постоянной во времени величины

2. Динамическая погрешность – возникает при измерении сигнала, изменяющегося во времени.

 

 

           tПо связи с измеряемой величиной.

3. Аддитивная погрешность – не зависит от измеряемой величины. Δx=a

             Δx

 

                                                          x

 

4. Мультипликативная погрешность – зависит от измеряемой величины. Δx=bx

                     Δx

 

                                                                   X

 

 

       Когда у прибора есть и та и другая погрешности, то Δx=a+bx

 

                           Δx

 

 

                                                                                       x

 

Правила записи результатов

По ГОСТу: х=х_изм ± Δх

Δх -?

Погрешность 34570124

Инструментальная погрешность1%

В окончательной записи погрешности останется один лил 2 знака.

Если перед "5" стоит четная цифра, то она не изменяется.

34,570124 ≈ 34

δ₁ = (34-34,570124)/34 *100%=1,7% <=10%

Если погрешность не превышает 10%, то округлять можно.

δ₂ = (30-34,570124)/30 *100%=15,2%>10%

Нельзя оставлять один знак.

 

Если первая цифра в результате погрешности 1 или 2, то в окончательной записи погрешности остается два знака. Если 4 и выше, то, как правило, остается один знак. Если 3, то в зависимости от того, что стоит дальше, оставляют один лили два знака.

Δх= ±34 или Δх=(±3,4)*10¹

Результат измерения округляется до того же количества разрядов, до того же порядка.

х=(178,56±34)*10¹  - неправильно

х=(178,6±3,4)*10¹ - правильно