что такое вариация в метрологии
Вариация и абсолютная основная погрешность
12 сообщений в этой теме
Рекомендуемые сообщения
Присоединиться к обсуждению
Вы можете ответить сейчас, а зарегистрироваться позже. Если у вас уже есть аккаунт, войдите, чтобы ответить от своего имени.
Информация
Недавно просматривали 0 пользователей
Ни один зарегистрированный пользователь не просматривает эту страницу.
Популярные темы
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: Savk
Создана Вчера в 05:18
Автор: Геометр
Создана 2 Декабря
Автор: uk_domovoi
Создана 21 час назад
Автор: Геометр
Создана 2 Декабря
Автор: larina 38
Создана 1 Декабря
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: Дмитрий1971
Создана 5 Января 2020
Автор: asutp2
Создана 11 Ноября
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: larina 38
Создана 1 Декабря
Автор: Геометр
Создана 2 Декабря
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: Дмитрий1971
Создана 5 Января 2020
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: ЭДСка
Создана 23 Ноября 2020
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Автор: владимир 332
Создана 3 Декабря 2019
Автор: AtaVist
Создана 11 Августа 2017
Автор: berkut008
Создана 16 Января 2019
Автор: Metrolog-sever
Создана 2 Июля 2014
Класс точности. Вариация и чувствительность приборов.
Класс точности — основная метрологическая характеристика прибора, определяющая допустимые значения основных и дополнительных погрешностей, влияющих на точность измерения.
Класс точности средства измерений – обобщенная характеристика средства измерений, определяемая пределами допускаемых основной и дополнительной погрешностей (изменением показаний для измерительных приборов), а также другими свойствами средств измерений, влияющими на точность, значения которых устанавливаются в стандартах.
Вариация (в технике) Вариация показаний измерительного прибора, наибольшее экспериментально найденное расхождение между показаниями прибора, полученными при повторных измерениях одной и той же величины. В. показаний вызывается такими причинами, как трение в опорах подвижной части измерительного прибора, явлениями гистерезисного характера (см.Гистерезис) и т.п. Она служит источником одной из составляющих погрешностей измерительного прибора.
Чувствительность измерительного прибора – отношение величины изменения сигнала на выходе измерительного прибора к величине вызывающей это изменение.
Классификация методов измерения.
Методы и средства измерения:
1) Прямое измерение – метод непосредственной оценки. Он предполагает преобразование сигнала одной физ-ой природы в др.
2) Косвенные измерения. Q = f(A,B,C…) (Q – расчетная величина, др – измеряемые)
3) Эталонные измерения (с помощью мер)
4) Промышленные измерения имеют невысокую точность. Требуется периодическая поверка приборов.
5) Лабораторные измерения исп-ся более точные устройства и методы. Исп-ют при поверки и испытаниях. Эти приборы наз-ют образцовыми. Измерение, полученное с помощью обр-ого прибора, наз-ся действ-ым значением.
6) Нулевой метод (компенсационный метод). В этом методе для того, чтобы узнать измер-ый параметр мы создаем др величину, которая равна измеряемой величине, но имеет обратный знак.
Выделяют следующие основные характеристики измерений:
1) метод, которым проводятся измерения;
2) принцип измерений;
3) погрешность измерений;
4) точность измерений;
5) правильность измерений;
6) достоверность измерений.
Метод измерений– это способ или комплекс способов, посредством которых производится измерение данной величины, т. е. сравнение измеряемой величины с ее мерой согласно принятому принципу измерения.
Существует несколько критериев классификации методов измерений.
1. По способам получения искомого значения измеряемой величины выделяют:
1) прямой метод (осуществляется при помощи прямых, непосредственных измерений);
2. По приемам измерения выделяют:
1) контактный метод измерения;
2) бесконтактный метод измерения. Контактный метод измеренияоснован на непосредственном контакте какой—либо части измерительного прибора с измеряемым объектом.
При бесконтактном методе измеренияизмерительный прибор не контактирует непосредственно с измеряемым объектом.
3. По приемам сравнения величины с ее мерой выделяют:
1) метод непосредственной оценки;
2) метод сравнения с ее единицей.
Метод непосредственной оценкиоснован на применении измерительного прибора, показывающего значение измеряемой величины.
Метод сравнения с меройоснован на сравнении объекта измерения с его мерой.
Принцип измерений– это некое физическое явление или их комплекс, на которых базируется измерение. Например, измерение температуры основано на явлении расширения жидкости при ее нагревании (ртуть в термометре).
Погрешность измерения– это разность между результатом измерения величины и настоящим (действительным) значением этой величины. Погрешность, как правило, возникает из—за недостаточной точности средств и методов измерения или из—за невозможности обеспечить идентичные условия при многократных наблюдениях.
Точность измерений– это характеристика, выражающая степень соответствия результатов измерения настоящему значению измеряемой величины.
Количественно точность измерений равна величине относительной погрешности в минус первой степени, взятой по модулю.
Правильность измерения– это качественная характеристика измерения, которая определяется тем, насколько близка к нулю величина постоянной или фиксировано изменяющейся при многократных измерениях погрешности (систематическая погрешность). Данная характеристика зависит, как правило, от точности средств измерений.
Основная характеристика измерений – это достоверность измерений.
Достоверность измерений– это характеристика, определяющая степень доверия к полученным результатам измерений. По данной характеристике измерения делятся на достоверные и недостоверные. Достоверность измерений зависит того, известна ли вероятность отклонения результатов измерения от настоящего значения измеряемой величины. Если же достоверность измерений не определена, то результаты таких измерений, как правило, не используются. Достоверность измерений ограничена сверху погрешностью измерений.
Классификация измерительных приборов.
Основные показатели измерительных средств
К основным показателям относятся:
1) Диапазон измерений
3) Порог чувствительности
4) Вариация показаний
7) Время установления показаний
9) Потребляемая мощность
Чувствительность(S) – отношение измерения сигнала на входе прибора, в вызвавшему его изменению измеряемой величины x (S = ). Различают абсолютную и относительную S0 = ( )/x. Чувствительность характеризует способность прибора реагировать на измерение измеряемой величины.
Порог чувствительности –это изменение измеряемой величины, вызывающей наименьшее изменение показания обнаруженные наблюдателем, при нормальном для данного прибора способе отсчёта (100мкм – разрешение человеческого глаза).
Вариация показания – это средняя разность между показаниями прибора соответствующей данной точке, диапазон измерений при двух направлениях медленного многократного изменения измеряемой величины.
Показаниемназывают значение измеряемой величины, определяемой по отсчетному устройству прибора и выраженная в принятых единицах этой величины. Вариация характеризует на сколько устойчиво повторяются показания прибора при измерениях одних и тех же значений величин.
Погрешность измерений– называется отклонение результата измерения от истинного значения измеряемой величины. Погрешности бывают абсолютные, относительные, приведенные, основные и дополнительные.
Класс точности– это обобщенная характеристика, определяемая пределами допускаемых основных и дополнительных погрешностей, а также другими свойствами влияющими на точность значения, которой устанавливается в стандартах на отдельные виды средств измерений. Класс точности характеризует свойства приборов в отношение точности, но не являются непосредственными показателями точности измерений выполняемых с помощью этих приборов, у которых пределы допускаемой основной погрешности, задаются относительно основной и дополнительной погрешности, присвоенной согласно ГОСТ-у. Класс точности выбирается из следующего ряда величин:
Время установления показаний– промежуток времени прошедший с момента измерения измеряемой величины до момента установления показаний. Для аналоговых приборов в момент установления показаний определяется моментом, когда амплитуда колебаний указателя становится не больше, чем погрешность прибора.
Быстродействие– это число измерений выполняемых в единицу времени. Этот показатель особенно важен для цифровых приборах, а также для аналоговых, когда одним прибором с помощью коммутируемого устройства необходимо измерять несколько медленно меняющих величин.
Потребляемая мощность– при подключении прибора к источнику измеряемой величины прибор неизбежно нарушает этот источник, потребляя некоторую мощность и чем меньше он потребляет, тем выше качество прибора и тем самым меньше погрешность измерений прибора.
Надёжность– это способность прибора сохранять свои показания в определенных пределах в течении установленного интервала времени при заданных условиях эксплуатации. Основными критериями надёжности являются вероятность безотказной работы, интенсивность отказа и среднее время безотказной работы, оценка надежности производится на этапе разработки измерительного прибора.
Вариация показаний прибора
Погрешности прибора
Рабочая область частот прибора
Диапазон измерений прибора
Чувствительность прибора
Функция преобразования прибора
Связь между входной X и выходной Y величинами прибора описывается функцией преобразования: Y = f (X).
Функция преобразования, присвоенная конкретному типу приборов, называется номинальной или расчетной.
Реальная функция преобразования для каждого прибора отличается от номинальной, не выходя из пределов допустимых значений.
Чувствительность характеризуется отношением изменения сигнала на выходе прибора ΔY к вызывающему его изменению входной величины ΔX. Различают абсолютнуюи относительнуючувствительность.
Абсолютная чувствительность определяется формулой:
S = ΔY/ ΔX.
Для приборов со стрелочным указателем величина, обратная чувствительности, называется ценой деления прибора и находится как
где Xк – Xн – алгебраическая разность между конечным и начальным значениями шкалы прибора; N – количество делений шкалы.
Относительная чувствительность определяется формулой:
Sо = ΔY/ (ΔX/ X),
где ΔY – изменение сигнала на выходе; ΔX/ X – относительное изменение сигнала на входе.
Порог чувствительности – это минимальное изменение входной величины X, вызывающее визуально различимое изменение выходной величины Y.
Диапазон измерений – это область значений измеряемой величины, для которой нормированы погрешности прибора. Например, вольтметр, изображенный на рисунке 1, имеет диапазон измерений от 100 до 450 В. Часть шкалы от 0 до 100 В является нерабочей и при измерениях не используется.
Рабочая область частот – это область значений частот переменного тока, в пределах которой нормируется дополнительная частотная погрешность прибора.
Погрешности прибора связаны с отклонением реальной функции преобразования от расчетной. Значение отклонения является сложной функцией измеряемой величины и влияющих величин. Влияющей называется физическая величина, не являющаяся измеряемой, но оказывающая влияние на результат измерения, например, температура окружающей среды, напряжение питающей сети, внешнее магнитное поле.
Все возможные значения каждой влияющей величины делятся на нормальные, рабочиеи предельные.
При нормальномзначении влияющей величины погрешность прибораминимальна и называется основной погрешностью.
Изменение погрешности, вызванное отклонением влияющей величины от нормальногозначения, называется дополнительной погрешностью.
Вариация показаний b определяется как разность показаний прибора при одном и том же значении измеряемой величины при подходе стрелки к отметке шкалы со стороны меньших и со стороны больших значений. Вариация характеризует степень устойчивости показаний прибора при одних и тех же условиях измерения одной и той же величины. Причиной вариации является трение в опорах подвижной части измерительного механизма стрелочных приборов.
Вариация не должна превышать основной погрешности и вычисляется по формуле:
где Δм – абсолютная погрешность при подходе стрелки к испытуемой отметке от начальной отметки шкалы; Δб – абсолютная погрешность при подходе стрелки от конечной отметки шкалы.
Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет
Определение вариации показаний
Определение вариации показаний
Как видите, приборы, измерения которых не превышали установленные пределы погрешности, были недостаточны для колебаний в измерениях, достигающих 3%. Одной из причин изменения значения измерения измерительного прибора с подвижной частью является трение в точке контакта между подвижной частью и неподвижной частью механизма. При проверке таких инструментов и определении результирующего отклонения В случае трения измерения проводятся как минимум дважды.
Существенным недостатком микрокаторов является применение для отсчета показаний тонкой, едва заметной стрелки, расположенной на относительно большом расстоянии от шкалы. Людмила Фирмаль
Измеренное значение плавно увеличивается и плавно уменьшается. В этом случае значение измерения должно быть отрегулировано таким образом, чтобы указатель измерительного устройства приближался, не приближаясь к соответствующей шкале на той или другой стороне. Во многих случаях необходимо учитывать не только изменения в показаниях калиброванного прибора, но также и изменения в показаниях стандартного прибора.
Несмотря на то, что большинство измерений не характеризуются изменчивостью, измерение все равно равно как минимум 2, если при проверке их используются стандартные приборы, которые могут иметь изменчивость показаний Должно быть сделано один раз. Влияние флуктуаций в показаниях примерного прибора устраняется путем расчета среднего значения результатов измерений. Если необходимо изменить положение устройства для устранения внешних воздействий (см. Стр. 111), количество измерений должно быть не менее 4 при одновременном определении изменения показаний.
Однако этот метод не обеспечивает полной уверенности в том, что фактическое отклонение показаний не превышает предела, полученного во время проверки при использовании прибора по следующим причинам: Во-первых, способ обнаружения изменения показаний во время проверки основан на предположении, что источником изменения является другое физическое явление, такое как трение или гистерезис, и что перемещение указателя задерживается при приближении к шкале, соответствующей измерению.
В эталонном хозяйстве государства к существующим 60 эталонам предстоит разработать вновь или дополнить и коренным образом реконструировать свыше 10 эталонных комплексов, в которые предполагается включить государственные и рабочие эталоны. Людмила Фирмаль
На практике показания прибора зависят от ряда случайных причин, но эти эффекты возникают с эффектами трения или гистерезиса, то есть, по крайней мере, с некоторым логическим влиянием на направление. Тем не менее, размер отклонения по своей природе является случайным. Кроме того, из-за других случайных эффектов изменчивость, полученная при определении значения изменчивости, не является полностью надежной.
Тем не менее, когда вышеуказанный метод используется для нормализации и различения отклонений индикации, это почти всегда предполагает, что эффекты явлений трения и гистерезиса имеют приоритет над другими случайными эффектами и являются наиболее опасными На основании. Вторая причина неполной достоверности определения изменений показаний описанным способом заключается в плавности и надежности увеличения или уменьшения измерения без пересечения установленных границ из-за состояния регулятора и последователей.
Это зависит от квалификации. Если инструмент проверен на многих уровнях, надежность вышеупомянутого приема немного улучшается. Значение изменения измеренного значения — это максимальная разница между измеренными значениями, полученными для всех меток.
Если вам потребуется заказать решение по метрологии вы всегда можете написать мне в whatsapp.
Образовательный сайт для студентов и школьников
Копирование материалов сайта возможно только с указанием активной ссылки «www.lfirmal.com» в качестве источника.
© Фирмаль Людмила Анатольевна — официальный сайт преподавателя математического факультета Дальневосточного государственного физико-технического института