Индивидуальные и типовые метрологические характеристики.

Конкретное средство измерений характеризуется определенными, только ему присущими метрологическими характеристиками: случайной и систематической погрешностями, динамическими характеристиками. Эти характеристики наиболее точно и полно описывают возможности прибора. Однако экспериментальное определение индивидуальных метрологических характеристик связано со значительными затратами времени и средств. Кроме того, со временем погрешности изменяются, так что достоверность полученных данных постепенно снижается. Поэтому к определению и нормированию индивидуальных метрологических характеристик прибегают только при создании и эксплуатации эталонов и образцовых средств измерений, а также при проведении точных измерений в ходе научных исследований.

Подавляющее большинство средств измерений, используемых для технических измерений, характеризуют типовыми метрологическими характеристиками, пригодными для оценки погрешностей любого случайным образом выбранного экземпляра средств измерений данного типа. Эти характеристики определяются при разработке и выпуске средств измерений и вносятся в технические описания всех без исключения средств измерений данного типа. Естественно, что такое нормирование не учитывает индивидуальных свойств средства измерений.

// Рассмотрим две группы МХ: типовые и индивидуальные.

Типовые МХ нормируются в НД на типы ИИС (могут определяться и

расчетным путем по МХ компонентов ИК).

Индивидуальные МХ характеризуют свойства конкретных ИК и

определяются экспериментально или расчетным путем по найденным

экспериментально МХ компонентов.

К типовым МХ относятся:

1.Номинальная функция преобразования ИК, заканчивающегося

измерительным преобразователем (либо прибором), шкала которого

градуирована не в единицах входного сигнала ИК системы – fsa(x)

2.Цена деления равномерной шкалы, минимальная цена деления

неравномерной шкалы ИК, заканчивающегося   измерительным

(показывающим или регистрирующим) прибором.

3.Вид выходного кода, число разрядов кода, номинальная цена единицы

наименьшего разряда кода – для ИК с выдачей результата в цифровом коде.

4.Показатели точности и правильности показаний ИК, полученных в

результате измерения:

a) характеристики неопределенности показаний ИК, обусловленной

действием систематических эффектов (∆S) из числа следующих:

− допустимое отклонение (∆SP) функции преобразования ИК от

номинальной, обусловленное действием систематических эффектов;

номинальное значение поправки θИК к показанию на выходе ИК M(∆S) и

стандартное отклонение σ (∆S), являющееся мерой неопределенности

поправки.

В качестве θИК может быть принята оценка математического

ожидания M(∆S), полученная на этапе предварительных исследований по

определению типовой поправки ( нормирование M(∆S) и σ(∆S)

целесообразно при условии, что они незначительно меняются во времени).

б) характеристики неопределенности показаний ИК, обусловленной

действием случайных эффектов

            0

- предел σp ( ∆ ) допускаемых значений стандартного отклонения,

являющегося мерой неопределенности показаний ИК, оцениваемой по

типу А;

                                              0

- нормированная автокорреляционная функция r ∆ ( τ) или спектральная

           0

 

плотность S ∆ a (ω) .

- пределы допустимых отклонений от их регламентированных значений.

в) характеристики неопределенности показаний ∆ ИК:

- предел допускаемого отклонения ∆P функции преобразования ИК от

номинальной;

- мера неопределенности показаний ИК σ (∆), оцениваемая по типу А.

Нормирование σ (∆) производится в том случае, если

                              0 ∆q

                           σ(∆) ≤ p max ,

                                   100

где q max - устанавливается в НД на конкретные виды систем.

г) предел допускаемого значения вариации ИК-H P .

5. характеристики, позволяющие учесть возможное влияние на

неопределенность показаний взаимодействия ИК с объектом измерений и с

подключенными к его выходу устройствами.

6. Динамические характеристики (ДХ):

- полная ДХ - переходная характеристики ha(t). Полные ДХ нормируют

для ИК , которые могут считаться линейными;

- импульсная переходная характеристика g a (t);

- амплитудно-частотная Aa(ω) и фазочастотная φ (ω) характеристики;

- время реакции τra ИК - характеристика, определяющая длительность

установления выходного сигнала в заданные (значения) пределы при

скачкообразном изменении входного сигнала. Нормируется для ИК,

включающих как аналоговые, так и аналого-цифровые компоненты.

7. Чувствительность ИК системы к влияющим величинам:

а) функции влияния ψa(ξ) (в виде предельного значения, либо с указанием

допускаемых отклонений от регламентируемых значений);

б) наибольшие допускаемые изменения εp(ξ) МХ, вызванные

отклонением ВВ от нормальных условий.

8. МХ, отражающие влияние канала на канал.

9. Параметры линий связи.

Если изготовитель не комплектует ИИС линиями связи, то в НД

указываются параметры линии связи, обеспечивающие нормируемые МХ

ИК.

Нормирование характеристик неопределенности показаний для рабочих

условий производится, если наибольшие отклонения МХ под воздействием

ВВ не превышают заданного значения, оговоренного в НД.

В НД на конкретные виды систем нормируют комплексы МХ,

достаточные для учета свойств систем при оценке их точности.

Индивидуальными характеристиками являются:

 

1. Индивидуальная функция преобразования ИК системы fc(x),

заканчивающегося на выходе измерительным преобразователем, шкала

которого градуирована в единицах, отличающихся от единиц входного

сигнала канала.

2. Характеристики неопределенности показаний конкретного экземпляра

ИК системы:

 

а) характеристики неопределенности показаний ИК ∆SC , обусловленной

действием систематических эффектов:

- верхняя ∆SИC и нижняя ∆SLC границы отклонений функции преобразования

ИК от номинального значения после введения поправок на все значимые

систематические эффекты;

- вероятность P∆sc или нижняя граница ее допускаемых значений, с которой

отклонение функции преобразования ИК от номинального значения

находится в интервале, ограниченном ∆SИC и ∆SLC;

 

б) характеристики неопределенности показаний σ (∆c) ИК систем,

обусловленной действием случайных эффектов:

                            0

 

- стандартное отклонение σ(∆ c ) , являющееся мерой неопределенности

показаний ИК, оцениваемой по типу А;

                                0

 

- стандартное отклонение σ(∆ c ) и нормированная автокорреляционная

         0                                0

функция r ∆ a (ω) или спектральная плотность S ∆ a (ω) ;

 

в) характеристики неопределенности показаний ИК ∆С : верхняя ∆ИС и ∆LC

нижняя границы интервала возможных отклонений функции преобразования

ИК от номинального значения и вероятность P∆ c или нижняя граница P∆LC ее

допускаемых значений, с которой отклонение находится в указанном

интервале.

При этом характеристики нормируют только для ИК систем, в которых

неопределенность показаний, оцениваемая по пункту б) значительно меньше

неопределенности показаний, оцениваемой по пункту а).

г) вариация HC ИК системы.

3. Характеристики, учитывающие влияние взаимодействия ИК с

объектом измерений и с подключенным к его выходу устройством.

4. Индивидуальные динамические характеристики ИК:

а) полная динамическая характеристика: переходная характеристика hc(t),

импульсная переходная характеристика gc(t), амплитудно-частотная Ac

(ω) и фазочастотная ψc(ω);

б) время реакции τrc ИК.

5.Характеристики чувствительности ИК и ВВ:

а) функции влияния ψ(ξ) ;

б) функции влияния ИК системы на ИК, метрологические характеристики

которого определяются.