Планирование измерительного эксперимента

Автор: Пользователь скрыл имя, 04 Декабря 2011 в 13:06, лекция

Описание работы

Основой для присвоения измерительным приборам того или иного класса точности является их основная погрешность и способ ее выражения. Более строго подходят к присвоению классов точности средствам измерения, пределы допускаемой основной погрешности которых задаются в виде относительных или приведенных погрешностей.

Работа содержит 1 файл

Планирование измерительного эксперимента курс лекций.doc

— 309.50 Кб (Скачать)
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Лекция 4

    Тема 4.1. Измерение и его основные операции. 

    4.2.Метрологические параметры измерений (1час). 

Элементы  процесса измерения.

Измерение – сложный процесс, включающий в себя взаимодействие целого ряда его структурных элементов:

  • Изменение физического рода преобразуемой величины
  • Масштабное линейное преобразование
  • Масштабно-временное преобразование
  • Нелинейное или функциональное преобразование
  • Модуляция сигнала
  • Дискретизация непрерывного сигнала
  • Квантование
 

   Операции  измерительного преобразования  осуществляется  посредством измерительного  преобразователя – технического устройства , построенного на определенном физическом принципе и выполняющая одно частное измерительное преобразование.

          Наиболее разработанной является  классификация по совокупности  приемов использования и принципов  и С.И. По этой классификации различают: метод непосредственной оценки и метод сравнения. 
 

 

 
 
 

Метод замещения заключается в поочередном измерении прибором искомой величины и выходного сигнала меры, однородного с измеряемой величиной. По результатам этих измерений вычисляется искомая величина.

Метод совпадения – разность между измеряемой величиной и величиной воспроизводимой мерой определяют используя совпадение отметок шкал или периодических сигналов.

Вопросы для самопроверки:  

  1.    Назовите основные этапы измерения?
  2.    Дайте определение прямых, косвенных измерений?
 

Лекция 5

    Тема 5. Выбор области планирования измерения (1час). 

Средство  измерения - техническое средство, используемое при измерениях и имеющем нормированные метрологические свойства. С.И. объединяет разнообразные устройства, которые обладают одним из двух признаков:

       Из структурной схемы видно  что процесс измерения протекает  по двум параллельным ветвям. Верхняя реальность, нижняя отражение  (познание). Элементы обоих ветвей  непрерывно связаны между собой и соответствуют друг другу по типу «реальность-отражение (модель)».

   При постановке  задачи конкретизируется объект  измерения , в нем выделяется измеряемая Ф.В. и определяется (задается) требуемая погрешность измерения.

Модель объекта измерения строится до выполнения измерений в соответствии с решаемой задачей на основе  априорной информации об объекте и условиях измерения.

     Априорная информация, т.е. информация об объекте измерения известная до проведения измерений.

Измеряемая величина – это ФВ, подлежащая определению в соответствии с задачей измерения.

Измерительная информация, т.е. информация о значениях измеряемой ФВ содержится в измерительном сигнале – это сигнал, содержащий количественную

информацию об измеряемой ФВ.

Субъект измерения  осуществляет выбор принципа, метода и С.И.

Принцип измерений – совокупность физических принципов, на которых основаны измерения.

Метод измерения – это прием или совокупность приемов сравнения измеряемой ФВ с ее единицей в соответствии с реализованным принципом измерения.

Методы  измерения  можно классифицировать по различным  признакам.

      / § 8/ Основы метрологии .

Вопросы для самопроверки:

  1. Назовите основные этапы измерения?

2.  Дайте определение прямых, косвенных измерений?

  1. Назовите элементы по которым могут быть классифицированы измерения?
  2. Что такое испытание и чем оно отличается от измерений?
  3. Какие виды контроля существуют?
 

Лекция 6

    Тема 6. Основные этапы измерения (1час).

   Общие методы технических  средств измерений.

   Для точных измерений величин в метрологии разработаны приемы использования принципов и средств измерений, применение которых позволяет исключить из результатов измерений ряд систематических погрешностей и тем самым освобождает экспериментатора от необходимости определять многочисленные поправки для их компенсации, а в некоторых случаях вообще является предпосылкой получения сколько-нибудь достоверных результатов. Многие из этих приемов используют при измерении только определенных величин, однако существуют и некоторые общие приемы, названные методами измерения.

   Наиболее  просто реализуется метод непосредственной оценки, заключающийся в определении  величины непосредственно по отсчетному устройству измерительного прибора  прямого действия, например взвешивание  на циферблатных весах, определение размера детали с помощью микрометра или измерение давления пружинным манометром.

   Измерения с помощью этого метода проводятся очень быстро, просто и не требуют  высокой квалификации оператора, поскольку  не нужно создавать специальные  измерительные установки и выполнять какие-либо сложные вычисления. Однако точность измерений чаще всего оказывается невысокой из-за погрешностей, связанных с необходимостью градуировки шкал приборов и воздействием влияющих величин (непостоянство температуры, нестабильность источников питания и пр.).

   При проведении наиболее точных измерений  предпочтение отдается различным модификациям метода сравнения с мерой, при  котором измеряемую величину находят  сравнением с величиной, воспроизводимой  мерой. Результат измерения либо вычисляют как сумму значения используемой для сравнения меры и показания измерительного прибора, либо принимают равным значению меры.

   Метод сравнения с мерой, заключающийся  в том, что измеряемая величина и  величина, воспроизводимая мерой, одновременно воздействуют на измерительный прибор сравнения, с помощью которого устанавливается соотношение между ними, называется методом противопоставления. Примером этого метода является взвешивание груза на равноплечих весах, когда измеряемая масса определяется как сумма массы гирь, ее уравновешивающих. Применение метода противопоставления позволяет значительно уменьшить воздействие на результаты измерений влияющих величин, поскольку они более или менее одинаково искажают сигналы измерительной информации как в цепи преобразования измеряемой величины, так и в цепи преобразования величины, воспроизводимой мерой. Отсчетное устройство прибора сравнения реагирует на разность сигналов, вследствие чего эти искажения в некоторой степени компенсируют друг друга.

   Разновидностью метода сравнения с мерой является также нулевой метод измерения, который состоит в том, что подбором размера воспроизводимой мерой величины или путем ее принудительного изменения эффект воздействия сравниваемых величин на прибор сравнения доводят до нуля.

   В этом случае компенсация воздействий  влияющих величин оказывается более  полной, а значение измеряемой величины принимается равным значению меры. 

      / § 10/ Основы метрологии . 

Вопросы для самопроверки:

  1. Назовите основные этапы измерения?

2.  Дайте определение прямых, косвенных измерений?

  1. Назовите элементы по которым могут быть классифицированы измерения?
  2. Что такое испытание и чем оно отличается от измерений?
  3. Какие виды контроля существуют?
 

Лекция 7

Тема 7. Параметры процесса измерения(1час).

     Виды параметров измерения.

   При дифференциальном методе измерения  на измерительный прибор (не обязательно  прибор сравнения) подается непосредственно  разность измеряемой величины и величины, воспроизводимой мерой. Этот метод  может быть использован, конечно, только в тех случаях, когда просто и точно реализуется операция вычитания величин (длины, перемещения, электрические напряжения). Дифференциальный метод неприменим при измерении таких величин, как температура или твердость тел.

   К разновидностям метода сравнения с мерой относится и метод замещения, широко применяемый в практике точных метрологических исследований. Сущность метода в том, что измеряемая величина замещается в измерительной установке некоторой известной величиной, воспроизводимой мерой. Замещение может быть полным или неполным, в зависимости от чего говорят о методе полного или неполного замещения. При полном замещении показания не изменяются и результат измерения принимается равным значению меры. При неполном замещении для получения значения измеряемой величины к значению меры следует прибавить величину, на которую изменилось показание прибора.

   Преимущество  метода замещения - в последовательном во времени сравнении измеряемой величины и величины, воспроизводимой  мерой. Благодаря тому, что обе  эти величины включаются одна за другой в одну и ту же часть измерительной цепи прибора, точностные возможности измерений значительно повышаются по сравнению с измерениями, проводящимися с помощью других разновидностей метода сравнения, где не симметрия цепей, в которые включаются сравниваемые величины, приводит к возникновению систематических погрешностей.

   Способ  замещения применяется при электрических  измерениях с помощью мостов переменного  тока, условие равновесия которых  определяется не только значениями величин, воспроизводимых элементами плеч моста, но также и влиянием паразитных токов, емкостей, индуктивностей и рядом других факторов. Эти причины вызывают появление погрешностей, которые могут быть исключены, если проводить измерения методом замещения. Для этого вначале мост уравновешивается с включенной в его цепь измеряемой величиной, которая затем замещается известной величиной, и мост уравновешивается вновь. Если при этом никаких изменений ни в мосте, ни во внешних условиях не происходит, то указанные выше погрешности исключаются почти полностью. 

      / § 12/ Основы метрологии .

Вопросы для самопроверки:

1.  Назовите  основные операции процедуры  измерения?

2.  Приведите  примеры измерительных преобразователей, многозначных мер и устройства сравнения, используемых в известных Вам  средствах измерений?

3.  Какие элементы  процесса измерений принадлежат  к ветви реального, а какие  к ветви отражения реальности?

4.  Как они  соотносятся друг с другом?

5.  Какие они  бывают? 

Практические  работы 

3. Тема  практических занятий 

ТЕМА 1. Изучение Закона РК «Об обеспечении  единства измерений»(2часа).

  1.   Введение
  2. Основная часть:
  3. Государственная система стандартизации, метрологии и сертификации.
  4. Нормативные документы по  метрологии, и стандартизации.

               Приложения:

  1. Схема № 1.
  2. Схема №2
  3. Схема №3

    Заключение:

          6. Составить отчет по практической работе.  

     Сферы действия настоящего закона распространяется на органы государственного управления, а также на физические и юридические  лица осуществляющие хозяйственную  или иную деятельность на территории РК. Законодательство РК о метрологии, и  стандартизации основывается на конституции РК и состоит из настоящего закона и иных нормативных правовых актов.

Информация о работе Планирование измерительного эксперимента